Για τη μελέτη της δομής του ανθρώπινου σώματος και των λειτουργιών του, χρησιμοποιούνται διάφορες μέθοδοι έρευνας. Για τη μελέτη των μορφολογικών χαρακτηριστικών ενός ατόμου, διακρίνονται δύο ομάδες μεθόδων. Η πρώτη ομάδα χρησιμοποιείται για τη μελέτη της δομής του ανθρώπινου σώματος σε πτωματικό υλικό και η δεύτερη - σε ένα ζωντανό άτομο.
ΣΕ πρώτη ομάδαπεριλαμβάνει:
1) η μέθοδος ανατομής χρησιμοποιώντας απλά εργαλεία (νυστέρι, λαβίδες, πριόνι κ.λπ.) - σας επιτρέπει να μελετήσετε. δομή και τοπογραφία των οργάνων·
2) μέθοδος εμβάπτισης πτωμάτων σε νερό ή ειδικό υγρό για μεγάλο χρονικό διάστημα για την απομόνωση του σκελετού και των μεμονωμένων οστών για τη μελέτη της δομής τους.
3) η μέθοδος κοπής κατεψυγμένων πτωμάτων - που αναπτύχθηκε από τον N. I. Pirogov, επιτρέπει σε κάποιον να μελετήσει τις σχέσεις των οργάνων σε ένα μόνο μέρος του σώματος.
4) μέθοδος διάβρωσης - χρησιμοποιείται για τη μελέτη των αιμοφόρων αγγείων και άλλων σωληνοειδών σχηματισμών στα εσωτερικά όργανα γεμίζοντας τις κοιλότητες τους με σκληρυντικές ουσίες (υγρό μέταλλο, πλαστικά) και στη συνέχεια καταστρέφοντας τον ιστό οργάνων με ισχυρά οξέα και αλκάλια, μετά από την οποία εμφανίζεται η εντύπωση των γεμισμένων σχηματισμών λείψανα;
5) μέθοδος ένεσης - συνίσταται στην εισαγωγή χρωστικών σε όργανα που έχουν κοιλότητες, ακολουθούμενη από διαύγαση του παρεγχύματος του οργάνου με γλυκερίνη, μεθυλική αλκοόλη κ.λπ. Χρησιμοποιείται ευρέως για τη μελέτη του κυκλοφορικού και λεμφικού συστήματος, των βρόγχων, των πνευμόνων κ.λπ.
6) μικροσκοπική μέθοδος - χρησιμοποιείται για τη μελέτη της δομής των οργάνων χρησιμοποιώντας όργανα που παρέχουν μια μεγεθυμένη εικόνα. Co. δεύτερη ομάδασχετίζομαι:
1) Η μέθοδος ακτίνων Χ και οι τροποποιήσεις της (φθοροσκόπηση, ακτινογραφία, αγγειογραφία, λεμφογραφία, κυμογραφία ακτίνων Χ κ.λπ.) - σας επιτρέπει να μελετήσετε τη δομή των οργάνων, την τοπογραφία τους σε ένα ζωντανό άτομο σε διαφορετικές περιόδουςη ζωή του;
2) σωματοσκοπική (οπτική εξέταση) μέθοδος μελέτης του ανθρώπινου σώματος και των μερών του - χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό του σχήματος του θώρακα, του βαθμού ανάπτυξης μεμονωμένων μυϊκών ομάδων, της καμπυλότητας της σπονδυλικής στήλης, της σύστασης του σώματος κ.λπ.
3) ανθρωπομετρική μέθοδος - μελετά το ανθρώπινο σώμα και τα μέρη του μετρώντας, προσδιορίζοντας τις αναλογίες του σώματος, την αναλογία μυών, οστών και λιπώδους ιστού, τον βαθμό κινητικότητας των αρθρώσεων κ.λπ.
4) ενδοσκοπική μέθοδος - καθιστά δυνατή την εξέταση της εσωτερικής επιφάνειας του πεπτικού και αναπνευστικού συστήματος, των κοιλοτήτων της καρδιάς και των αιμοφόρων αγγείων και της ουρογεννητικής συσκευής σε ζωντανό άτομο χρησιμοποιώντας τεχνολογία οδηγού φωτός.
Στη σύγχρονη ανατομία χρησιμοποιούνται νέες μέθοδοι έρευνας, όπως αξονική τομογραφία, υπερηχογραφικός ηχοεντοπισμός, στερεοφωτογραμμετρία, πυρηνικός μαγνητικός συντονισμός κ.λπ.
Με τη σειρά τους, η ιστολογία, η μελέτη των ιστών, και η κυτταρολογία, η επιστήμη της δομής και της λειτουργίας των κυττάρων, προέκυψαν από την ανατομία.
Συνήθως χρησιμοποιήθηκαν πειραματικές μέθοδοι για τη μελέτη φυσιολογικών διεργασιών.
Στα αρχικά στάδια της ανάπτυξης της φυσιολογίας, χρησιμοποιήθηκε μέθοδος εξάλειψης(αφαίρεση) οργάνου ή μέρους αυτού, ακολουθούμενη από παρατήρηση και καταγραφή των λαμβανόμενων δεικτών.
Μέθοδος συριγγίουβασίζεται στην εισαγωγή ενός μεταλλικού ή πλαστικού σωλήνα σε ένα κοίλο όργανο (στομάχι, χοληδόχος κύστη, έντερα) και στερέωσή του στο δέρμα. Χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο, προσδιορίζεται η εκκριτική λειτουργία των οργάνων.
Μέθοδος καθετηριασμούχρησιμοποιείται για τη μελέτη και την καταγραφή διεργασιών που συμβαίνουν στους αγωγούς των εξωκρινών αδένων, στα αιμοφόρα αγγεία και στην καρδιά. Χορηγούνται διάφορα φάρμακα με χρήση λεπτών συνθετικών σωλήνων - καθετήρων.
Μέθοδος απονεύρωσηςβασίζεται στην κοπή των νευρικών ινών που νευρώνουν το όργανο προκειμένου να διαπιστωθεί η εξάρτηση της λειτουργίας του οργάνου από την επίδραση του νευρικού συστήματος. Για την τόνωση της δραστηριότητας των οργάνων, χρησιμοποιείται ηλεκτρική ή χημική διέγερση.
Τις τελευταίες δεκαετίες, έχουν βρει ευρεία χρήση στη φυσιολογική έρευνα. ενόργανες μεθόδους(ηλεκτροκαρδιογραφία, ηλεκτροεγκεφαλογραφία, καταγραφή της δραστηριότητας του νευρικού συστήματος με εμφύτευση μακρο- και μικροστοιχείων κ.λπ.).
Ανάλογα με τη μορφή διαγωγής, ένα φυσιολογικό πείραμα χωρίζεται σε οξύ, χρόνιο και σε συνθήκες απομονωμένου οργάνου.
Ένα οξύ πείραμασχεδιασμένο για τεχνητή απομόνωση οργάνων και ιστών, διέγερση διαφόρων νεύρων, καταγραφή ηλεκτρικών δυναμικών, χορήγηση φαρμάκων κ.λπ.
Χρόνιο πείραμαχρησιμοποιείται με τη μορφή στοχευμένων χειρουργικών επεμβάσεων (συρίγγια, νευροαγγειακές αναστομώσεις, μεταμόσχευση διαφόρων οργάνων, εμφύτευση ηλεκτροδίων κ.λπ.).
Η λειτουργία ενός οργάνου μπορεί να μελετηθεί όχι μόνο σε ολόκληρο τον οργανισμό, αλλά και να απομονωθεί από αυτόν. Στην περίπτωση αυτή, παρέχεται στο όργανο όλες οι απαραίτητες συνθήκες για τη ζωή του, συμπεριλαμβανομένης της παροχής θρεπτικών διαλυμάτων στα αγγεία του απομονωμένου οργάνου (μέθοδος αιμάτωσης).
Η χρήση της τεχνολογίας υπολογιστών στη διεξαγωγή φυσιολογικών πειραμάτων έχει αλλάξει σημαντικά την τεχνική της, τις μεθόδους καταγραφής των διαδικασιών και την επεξεργασία των αποτελεσμάτων που λαμβάνονται.
Λοιπόν, ας καταλάβουμε κάθε έννοια.
Φυγοκέντρηση - διαχωρισμός ετερογενών συστημάτων σε
κλάσματα (μερίδες), ανάλογα με την πυκνότητά τους. Ολα αυτά
συμβαίνει λόγω φυγόκεντρης δύναμης. (Διαχωρισμός
κυτταρικά οργανίδια)
Η μικροσκοπία είναι ίσως μια από τις κύριες μεθόδους
μελέτη μικροαντικειμένων.
Η χρωματογραφία είναι μια μέθοδος διαχωρισμού ενός μείγματος ουσιών που
με βάση τις διαφορετικές ταχύτητες κίνησης των ουσιών μέσα στο μείγμα
απορροφητικό ανάλογα με τη μάζα τους. (Διαχωρισμός
χλωροφύλλη α και β)
Ετέρωση - αύξηση της βιωσιμότητας των υβριδίων
λόγω κληρονομικότητας ενός συγκεκριμένου συνόλου αλληλόμορφων
διαφορετικά γονίδια από τους ανόμοιους γονείς τους.
Η παρακολούθηση είναι μια συνεχής διαδικασία παρατήρησης και
καταχώρηση παραμέτρων αντικειμένου, σε σύγκριση με τις καθορισμένες
κριτήρια.
Από όλα αυτά μόνο 4 και 5 δεν ισχύουν για την κυτταρολογία
Απάντηση:
Φυγοκέντρηση
Χρήση φυγοκέντρησης
Για βιοχημικάμελέτη της κυτταρικής
κυτταρικά συστατικά
πρέπει να καταστραφεί -
μηχανικά, χημικά
ή υπερηχογράφημα.
Απελευθερώθηκε
εξαρτήματα καταλήγουν σε
υγρό σε εναιώρημα
κατάσταση και μπορεί να είναι
απομονώνεται και καθαρίζεται από
με βοήθεια
φυγοκέντρηση. Φυγοκέντρηση
Χρωματογραφία και ηλεκτροφόρηση
Η χρωματογραφία είναι μια μέθοδος που βασίζεται σεότι σε ένα ακίνητο μέσο μέσω του οποίου
διαρροές διαλύτη, καθεμία από
συστατικά του μείγματος κινούνται με τους
δική του ταχύτητα, ανεξάρτητα από τους άλλους.
το μείγμα των ουσιών διαχωρίζεται.
Η ηλεκτροφόρηση χρησιμοποιείται για
ευρέως διαχωρισμό των σωματιδίων που φέρουν φορτίο
χρησιμοποιείται για επισήμανση και αναγνώριση
αμινοξέα.
Χρωματογραφία
Ηλεκτροφόρηση
Βασικές μέθοδοι μελέτης κυττάρων
Χρήση φωτόςμικροσκόπιο
Χρήση ηλεκτρονικών
μικροσκόπιο
ΜΕΘΟΔΟΙ ΜΕΛΕΤΗΣ ΤΗΣ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗΣ ΓΕΝΕΤΙΚΗΣ
ΜΕΘΟΔΟΙ ΜΕΛΕΤΗΣΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΓΕΝΕΤΙΚΗ Ο άνθρωπος δεν είναι το πιο βολικό αντικείμενο
γενετική έρευνα. Είναι πολύ αργά
ωριμάζει για σεξουαλικές σχέσεις, επιστημονική
περιέργεια για χάρη του πειραματικά
είναι αδύνατο να διασταυρωθεί (το κοινό θα καταδικάσει), αυτός
δίνει πολύ λίγα παιδιά, κάτι που επιπλέον δεν μπορεί να είναι
στη συνέχεια τοποθετείται σε αποστειρωμένο κουτί και
μελέτη (και πάλι το κοινό θα καταδικάσει). Αυτό
Τα μπιζέλια του Μέντελ δεν είναι για σένα. Αυτό καθορίζει το σύνολο των μεθόδων που
Η γενετική έχει σε σχέση με ένα άτομο:
- ΓΕΝΕΑΛΟΓΙΚΟ
- ΔΙΔΥΜΟ
- ΚΥΤΤΑΡΟΓΕΝΕΤΙΚΟ
- ΒΙΟΧΗΜΙΚΟ
- ΜΟΡΙΑΚΗ ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ
- ΠΛΗΘΥΣΜΟΣ-ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΟΣ. Τα δίδυμα είναι παιδιά που γεννιούνται ταυτόχρονα
μια μητέρα. Είναι μονοζυγωτικά
(πανομοιότυπο, όταν ένας ζυγώτης χωρίζεται και
έδωσε δύο έμβρυα) και διζυγωτικά (αδελφικά,
όταν πολλά γονιμοποιούνται χωριστά
εμφανίζονται αυγά και αρκετά ξεχωριστά
έμβρυα). Μονοζυγωτικά δίδυμα
γενετικά απολύτως πανομοιότυπο, αλλά
οι διζυγώτες είναι τόσο μακριά ο ένας από τον άλλο όσο
οποιαδήποτε άλλα αδέρφια. Για
Η δίδυμη μέθοδος απαιτεί και τα δύο
δίδυμα. Εάν χωριστούν μονοζυγωτικά δίδυμα
παιδική ηλικία (όπως στο "Two: Me and My Shadow" ή "Trap
για γονείς"), τότε η διαφορά τους θα υποδηλώνει τον ρόλο
περιβαλλοντικοί παράγοντες στο σχηματισμό αυτών των διαφορών.
Άλλωστε αρχικά το γενετικό τους υλικό
πανομοιότυπο, πράγμα που σημαίνει ότι το περιβάλλον διαβίωσης επηρέασε
έκφραση ορισμένων γονιδίων. Αν εμείς
συγκρίνετε τη συχνότητα των συμπτωμάτων ανά ζεύγη
μονο- και διζυγωτικά δίδυμα (που ζουν μαζί
και χωριστά), τότε θα κατανοήσουμε τον ρόλο όχι μόνο
την κληρονομικότητα μας, αλλά και το περιβάλλον μας
ΖΩΗ. Χάρη σε αυτή τη μέθοδο το μάθαμε
υπάρχει μια γενετική
προδιάθεση για σχιζοφρένεια,
επιληψία και σακχαρώδη διαβήτη. Αν δύο
χωριστά ζωντανά μονοζυγωτικά δίδυμα με
με την ηλικία εμφανίζεται ένα από αυτά
ασθένειες, σημαίνει ότι πιθανώς κάτι εμπλέκεται
κληρονομικότητα. ΚΥΤΤΑΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΜΕΘΟΔΟΣ.
Αυτό εξετάζει τα χρωμοσώματα κάτω από ένα μικροσκόπιο. ΣΕ
Κανονικά, ο καθένας μας έχει 46 χρωμοσώματα (22 ζεύγη αυτοσωμάτων
και 2 φυλετικά χρωμοσώματα). Υπάρχουν πάρα πολλά στο μικροσκόπιο
δεν θα το δεις, αλλά μπορείς να μετρήσεις τα χρωμοσώματα
(είναι ακριβώς 46), ελέγξτε αν όλα είναι εντάξει με αυτά (όλα
αν οι ώμοι είναι στη θέση τους), βάψτε με βαφές και απλώστε
σε ζευγάρια Έτσι σε άνδρες με σύνδρομο Klinefelter
θα βρούμε ένα επιπλέον χρωμόσωμα Χ σε γυναίκες με
Το σύνδρομο Shershevsky-Turner αντίθετα - ένα X
θα λείπουν τα χρωμοσώματα. Για το σύνδρομο Down
δεν θα υπάρχουν δύο, αλλά τρία 21 χρωμοσώματα. Αλλά όλα είναι θέμα ποσότητας. Υπάρχουν επίσης
προβλήματα με την ποιότητα των χρωμοσωμάτων. Σε παιδιά με
Το σύνδρομο Cry-cat λείπει
ένα σκέλος του πέμπτου χρωμοσώματος. Με τη χρήση
κυτταρογενετική μέθοδο μπορούμε
μετρήστε τα χρωμοσώματα και ελέγξτε τα
δομή. ΒΙΟΧΗΜΙΚΗ ΜΕΘΟΔΟΣ.
Κάθε πρωτεΐνη στο σώμα μας κωδικοποιείται από ένα γονίδιο
DNA. Αυτό σημαίνει ότι αν δούμε ότι κάποια πρωτεΐνη
δεν λειτουργεί σωστά, μάλλον λειτουργεί
υπάρχει πρόβλημα με το γονίδιο που το κωδικοποιεί.
Η βιοχημική μέθοδος θα επιτρέψει μέσω παραβιάσεων
στον μεταβολισμό φτάνουν γενετικά
προβλήματα κληρονομικού σακχαρώδους διαβήτη
Έτσι ακριβώς φαίνεται. Και επίσης φαινυλκετονουρία
(βλέπεται στις τσίχλες Orbit και Dirol
αναγράφεται: «Αντενδείκνυται σε ασθενείς
φαινυλκετονουρία: περιέχει φαινυλαλανίνη;). ΜΟΡΙΑΚΗ ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ
ΜΕΘΟΔΟΣ.
Έχετε ακούσει για την αλληλουχία DNA; Αυτό
η μέθοδος σας επιτρέπει να προσδιορίσετε το νουκλεοτίδιο
Αλληλουχία DNA και με βάση
να κρίνει την παρουσία ή την απουσία αυτού
γενετικές ασθένειες ή
προδιαθέσεις για αυτούς. ΠΛΗΘΥΣΜΟΣ-ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΜΕΘΟΔΟΣ.
Αυτό περιλαμβάνει τη μελέτη γονιδιακών συχνοτήτων και γονότυπων, και
επίσης κληρονομικά νοσήματα στον πληθυσμό.
Για παράδειγμα, σε μια ξεχωριστή πόλη ή χώρα. Εκείνοι. γιατρός
ανιχνεύει τον σακχαρώδη διαβήτη, και τώρα είναι
πρώτα στο δημοτικό, μετά στο περιφερειακό, και
στη συνέχεια σε όλες τις ρωσικές στατιστικές. Και παίρνουμε
στοιχεία ότι για 3 χρόνια από το 2013 έως το 2015 ο αριθμός
οι διαβητικοί στη Ρωσία αυξήθηκαν κατά 23%.
μπορούμε να προγραμματίσουμε πόση φαρμακευτική αγωγή χρειάζεται
στείλει στα νοσοκομεία τον επόμενο χρόνο. Μελετώντας την καταγωγή ενός ατόμου σε μεγάλο βαθμό
Ο αριθμός των γενεών αποτελεί την ουσία
μέθοδος
δίδυμο
γενεαλογικός
βιοχημική
κυτταρογενετική Ποια μέθοδος χρησιμοποιήθηκε;
κληρονομικότητα της αχρωματοψίας έχει διαπιστωθεί σε
πρόσωπο;
υβριδολογικό
γενεαλογικός
δίδυμο
βιοχημική
« Σύγχρονες μέθοδοιέρευνα για την ψυχοφυσιολογία της μνήμης»
Εισαγωγή
Κεφάλαιο 1. Σύγχρονες μέθοδοι έρευνας μνήμης
1.1 Μέθοδος μικροηλεκτροδίων
1.2 Ηλεκτροεγκεφαλογραφία (ΗΕΓ)
1.3 Μαγνητοεγκεφαλογραφία (MEG)
Κεφάλαιο 2. Οπτικές μέθοδοι μελέτης της μνήμης
2.1 Τομογραφία εκπομπής ποζιτρονίων
2.2 Εσωσκοπία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού
συμπέρασμα
Πηγές και βιβλιογραφία
Εισαγωγή
Η μνήμη είναι μια ψυχοφυσιολογική διαδικασία που αποτελείται από τη μνήμη, την αποθήκευση και την αναπαραγωγή πληροφοριών.
Ο ιδρυτής της ψυχοφυσιολογίας είναι ο Άγγλος γιατρός David Gargley. Κατά την περίοδο διαμόρφωσης της ψυχοφυσιολογίας ως επιστήμης Ιδιαίτερη προσοχήεπικεντρώθηκε στη μελέτη του κεντρικού νευρικού συστήματος και των φυσιολογικών εκδηλώσεών του. Μία από τις σημαντικές κατευθύνσεις (στη μελέτη του κεντρικού νευρικού συστήματος) είναι η αναζήτηση δομών του εγκεφάλου που είναι υπεύθυνες για τη μνήμη. Ούτε μία φυσιολογική λειτουργία δεν έχει μελετηθεί τόσο στενά και διεξοδικά από βιολόγους, φυσιολόγους, ψυχολόγους, νευρολόγους και άλλες επιστήμες. Το συσσωρευμένο κλινικό και πειραματικό υλικό κατέστησε δυνατή την έκφραση ολόκληρη γραμμήθεωρίες που εξηγούν τις διαδικασίες μνήμης.
1. Η θεωρία των συσχετισμών κατά γειτνίαση, ομοιότητα, αντίθεση.
2. Ψυχολογία Gestalt.
3. Θεωρία της συμπεριφοράς.
4. Θεωρία της ψυχανάλυσης.
5. Σημασιολογική θεωρία.
6. Βιοχημική θεωρία.
7. Νευρική θεωρία.
8. Κυματική θεωρία μονάδων μνήμης.
Οι παρατιθέμενες θεωρίες μας επιτρέπουν να εντοπίσουμε την κατεύθυνση των σκέψεων των επιστημόνων και τους περιορισμούς των μεθόδων έρευνας που χρησιμοποιήθηκαν.
Η ανάπτυξη της τεχνολογικής προόδου και η εισαγωγή νέων μεθόδων έρευνας καθιστούν δυνατή την άνοδο σε ένα ποιοτικά νέο επίπεδο έρευνας για τα μυστικά της ανθρώπινης μνήμης.
Η μελέτη της μνήμης δεν έχει μόνο επιστημονικό, αλλά και πρακτικό ενδιαφέρον: συγγραφή σχολικών εγχειριδίων, εκπαιδευτικά προγράμματα, προγραμματισμός σχολικές δραστηριότητες. Η μελέτη του όγκου της βραχυπρόθεσμης μνήμης, που πραγματοποιήθηκε σε παιδιά προσχολικής ηλικίας χρησιμοποιώντας τον τύπο KP = 7 + 2, είναι μόνο από 5 έως 9 εικόνες, αριθμούς, λέξεις. Με βάση τον όγκο της βραχυπρόθεσμης μνήμης, μπορεί κανείς να προβλέψει την επιτυχία της μάθησης ή τις αναπτυξιακές καθυστερήσεις. Το OKP=2+1 είναι ένα σημείο εκπαίδευσης. Κατά τη μελέτη των παιδιών προσχολικής ηλικίας, είναι απαραίτητο να αντικατοπτρίζεται στο διάγραμμα του παιδιού: ο τύπος του κεντρικού νευρικού συστήματος: αισιόδοξος, φλεγματικός, χολερικός, μελαγχολικός. βιορυθμική δραστηριότητα του κεντρικού νευρικού συστήματος: "κορυγγός", "κουκουβάγια", "περιστέρι". ο επικρατέστερος τύπος μνήμης: ακουστική, ακουστική-μουσική, «ακουστική-κινητική», ή οπτική, οπτική-λογική.
Οι πληροφορίες που συλλέγονται σας επιτρέπουν να αναπτύξετε ατομικά το παιδί, χρησιμοποιώντας τον δικό του τύπο μνήμης και να καθοδηγήσετε ομαλά μια ομάδα παιδιών στη γνωστική διαδικασία. Σε άτομα με ακουστικό τύπο μνήμης για μάθηση ξένες γλώσσες, ιατρικούς όρους, μπορούν να χρησιμοποιηθούν τύποι φυσικής και χημείας, η πρώτη φάση του ύπνου βραδέων κυμάτων, διάρκειας 90-100 λεπτών. Η βιοχημική και ηλεκτρική δραστηριότητα του εγκεφάλου κατά τη διάρκεια αυτής της φάσης του ύπνου παραμένει στο επίπεδο της εγρήγορσης και οι ακουστικές πληροφορίες μπορούν να αφομοιωθούν. Οι νέοι επαγγελματίες που πηγαίνουν επαγγελματικά ταξίδια στο εξωτερικό, έχοντας ακουστικό τύπο μνήμης, μπορούν γρήγορα να κυριαρχήσουν καθομιλουμένη. Η μνήμη φτάνει στο μέγιστο της ανάπτυξής της στην ηλικία των 25 ετών, παραμένει σε υψηλό επίπεδο μέχρι τα 40-45 χρόνια και μετά αρχίζει να φθείρεται. Από αυτή την άποψη, υπάρχει όριο ηλικίας για την αποδοχή εγγράφων για πανεπιστημιακή και μετέπειτα μεταπτυχιακή εκπαίδευση πλήρους φοίτησης.
Οι μέθοδοι ηλεκτροεγκεφαλογραφικής έρευνας και οι συμπληρωματικές τομογραφικές και αγγειακές βιοχημικές μέθοδοι κατέστησαν δυνατή τη δημιουργία χαρτών των δομών του εγκεφάλου που εμπλέκονται στην ανάμνηση και την αναπαραγωγή πληροφοριών και τη διάγνωση των αιτιών της εξασθένησης της μνήμης. Η πρώτη γενιά συσκευών, που επιτρέπει σε κάποιον να δει το λεπτό ενεργειακό κέλυφος που περιβάλλει το ανθρώπινο σώμα - την αύρα, επιτρέπει σε κάποιον να παρατηρήσει τις συναισθηματικές εκδηλώσεις των αναμνήσεων. Η ανάγνωση πληροφοριών από τα συναισθηματικά και νοητικά κελύφη της αύρας δεν είναι ακόμη διαθέσιμη. Αυτή η μυστική πλευρά της ανθρώπινης μνήμης θα αποκαλυφθεί επίσης στη μελλοντική γενιά επιστημόνων.
Κεφάλαιο 1. Σύγχρονες μέθοδοι έρευνας μνήμης
1.1 Μέθοδος μικροηλεκτροδίων
Η μελέτη του ανθρώπου και των μυστικών της μνήμης του συμβαδίζει με την τεχνολογική πρόοδο. Έχουν εμφανιστεί γραφικές ηλεκτροφυσιολογικές μέθοδοι έρευνας που χρησιμοποιούν μικροηλεκτρόδια. Πήραν το όνομά τους επειδή η διάμετρος της επιφάνειας εγγραφής τους είναι περίπου ένα μικρό. Τα μικροηλεκτρόδια είναι διαθέσιμα σε μέταλλο και γυαλί. Ένα μεταλλικό μικροηλεκτρόδιο είναι μια ράβδος κατασκευασμένη από ειδικό μονωμένο σύρμα υψηλής αντίστασης με μύτη εγγραφής. Ένα γυάλινο μικροηλεκτρόδιο με διάμετρο περίπου 1 mm είναι κατασκευασμένο από ειδικό γυαλί - Pyrex, με λεπτό, μη συγκολλημένο άκρο γεμάτο με διάλυμα ηλεκτρολύτη. Τα μικροηλεκτρόδια εφαρμόζονται στα υπό μελέτη μέρη του εγκεφάλου που είναι υπεύθυνα για τη μνήμη στα ζώα και παρατηρείται μια γραφική καταγραφή της παλμικής δραστηριότητας των νευρώνων.
1.2 Ηλεκτροεγκεφαλογραφία (ΗΕΓ)
Η πρώτη εξαιρετικά κατατοπιστική, μη επεμβατική μέθοδος για τη μελέτη του κεντρικού νευρικού συστήματος στον άνθρωπο ήταν η ηλεκτροεγκεφαλογραφία.
Το τριχωτό της κεφαλής στις περιοχές που εφαρμόζονται τα ηλεκτρόδια σκουπίζεται με οινόπνευμα, απολιπαίνεται και στη συνέχεια εφαρμόζεται ειδική ηλεκτρικά αγώγιμη πάστα-τζελ.
Υπάρχουν δύο τρόποι καταγραφής ΗΕΓ: διπολικός και μονοπολικός. Με ένα διπολικό καλώδιο καταγράφεται η διαφορά δυναμικού μεταξύ δύο ενεργών ηλεκτροδίων. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται κλινικά για τη διάγνωση του εντοπισμού μιας παθολογικής εστίας στον εγκέφαλο. Στην ψυχοφυσιολογία χρησιμοποιείται η μέθοδος της μονοπολικής απαγωγής. Το ένα ηλεκτρόδιο τοποθετείται στην περιοχή του εγκεφάλου που μελετάται, το άλλο στον λοβό του αυτιού ή τη μαστοειδή απόφυση, όπου οι ηλεκτρικές διεργασίες είναι ελάχιστες και μπορούν να ληφθούν ως μηδέν.
Για να συγκριθούν τα αποτελέσματα του ΗΕΓ που λαμβάνονται σε εργαστήρια σε όλο τον κόσμο, ήταν απαραίτητο να δημιουργηθεί ένα ενοποιημένο πρότυπο σύστημα για την εφαρμογή ηλεκτροδίων, που ονομάζεται σύστημα «10-20». Σύμφωνα με αυτό το σύστημα, οι ψυχοφυσιολόγοι υποχρεούνται να κάνουν τρεις μετρήσεις του κρανίου του υποκειμένου:
1. Διάμηκες μέγεθος του κρανίου - η απόσταση από τη γέφυρα της μύτης έως την ινιακή απόφυση.
2. Το εγκάρσιο μέγεθος του κρανίου είναι η απόσταση μεταξύ των έξω ακουστικών σωλήνων.
3. Περιφέρεια κεφαλιού, μετρημένη στα ίδια σημεία.
Αυτές οι διαστάσεις χρησιμοποιούνται για τη σχεδίαση ενός πλέγματος, στις διασταυρώσεις του οποίου εφαρμόζονται ηλεκτρόδια. Ηλεκτρόδια που βρίσκονται κατά μήκος μέση γραμμή, σημειωμένο με δείκτη Z; Οι αγωγοί ηλεκτροδίων από το αριστερό μισό της κεφαλής αριθμούνται με περιττούς δείκτες και από το δεξί μισό της κεφαλής αριθμούνται με ζυγούς δείκτες.
Καλώδια ηλεκτροδίων στο σύστημα «10-20»:
1. μετωπική (μετωπιαία) F 1 ...
2. κεντρικό C 1 ...
3. βρεγματικό (βρεγματικό) P 1 ...
4. χρονική (χρονική) Τ 1 ...
5. ινιακό (ινιακό) O 1 ...
Σε υγιή άτομα σε κατάσταση εγρήγορσης, καταγράφεται ένας άλφα ρυθμός με συχνότητα 8-13 Hz στις ινιακές περιοχές του εγκεφάλου που είναι υπεύθυνες για την οπτική μνήμη και τον προσανατολισμό στο χώρο. Αυτός ο ρυθμός καταγράφηκε και περιγράφηκε για πρώτη φορά από τον Χανς Μπέργκερ με το όνομα άλφα ρυθμός. Είναι πολύ σημαντικό να σημειωθεί ότι με ατροφία του οπτικού νεύρου, μακροχρόνια ή συγγενή τύφλωση, ο ρυθμός άλφα εξαφανίζεται. Αλλά στη βρεγματική περιοχή, υπεύθυνη για την απτική μνήμη, η οποία είναι καλά ανεπτυγμένη στους τυφλούς - αντισταθμίζοντας την απώλεια όρασης - ένας ρυθμός μ εμφανίζεται κοντά σε συχνότητα με τον άλφα ρυθμό. Στο πείραμα, μπορούμε να παρατηρήσουμε μια αλλαγή από τον άλφα ρυθμό στον ρυθμό μ. Ο ασθενής έχει δεμένα τα μάτια και του ζητείται να αναγνωρίσει οικεία αντικείμενα με το άγγιγμα.
Σε άτομα που πάσχουν από διαταραχές οπτικής μνήμης και χωρικού προσανατολισμού, περιπλανώμενοι και χαμένοι στους δρόμους της πόλης, ο ρυθμός άλφα μετά βίας είναι ορατός λόγω αναστολής στην ινιακή περιοχή. Μετά από μια πορεία μαγνητικής θεραπείας στην ινιακή περιοχή, ο οπτικός προσανατολισμός στο χώρο και ο άλφα ρυθμός αποκαθίστανται.
Σε άτομα με ακουστική, μουσική μνήμη, μουσικοί, συνθέτες στην αριστερή κροταφική περιοχή, υπεύθυνοι για αυτός ο τύποςμνήμη, καταγράφεται μια συχνότητα κοντά στον άλφα ρυθμό - ο ρυθμός Κάπα.
Σε θέματα, κατά την εκτέλεση κομμάτι της μουσικήςΑπό τη μνήμη, μπορούμε εύκολα να παρακολουθήσουμε την αλλαγή από τον ρυθμό άλφα στον ρυθμό Κάπα.
Ο συνθέτης Μότσαρτ είχε μια εκπληκτική ακουστική μνήμη. Σε ηλικία 14 ετών, ήρθε στη Ρώμη, όπου άκουσε ένα κομμάτι εκκλησιαστικής μουσικής στη Βασιλική του Αγίου Πέτρου. Οι σημειώσεις κρατούνταν με τη μεγαλύτερη μυστικότητα και αποτελούσαν μυστικό στην παπική αυλή. Ο νεαρός Μότσαρτ, επιστρέφοντας στο σπίτι, αναπαρήγαγε τη μουσική που άκουγε από μνήμης. Πολλά χρόνια αργότερα, ήταν δυνατό να συγκριθεί η ηχογράφηση του Μότσαρτ με τις αρχικές νότες, όπως αποδείχθηκε, δεν υπήρχε ούτε ένα λάθος στις νότες του Μότσαρτ.
Ποιο είναι το ΗΕΓ των χορευτών και των καλλιτεχνικών πατινάζ που κατακλύζονται από συναισθήματα και έχουν εξαιρετική γνώση της ακουστικής, οπτικής και κινητικής μνήμης; Μόλις αρχίσει να παίζει μουσική, ο ρυθμός Betta εμφανίζεται σε όλες τις περιοχές του εγκεφάλου, ταλαντώσεις στην περιοχή από 14 έως 30 Hz.
Παρατηρούμε τον βήτα ρυθμό κατά την παράδοξη φάση του ύπνου με γρήγορες κινήσεις των βολβών και προφορικό λόγο. Οι γονείς σε αυτή την κατάσταση, θορυβημένοι από τις βίαιες εκδηλώσεις του ύπνου, βιάζονται να ξυπνήσουν και να ηρεμήσουν το παιδί, εξηγώντας ότι αυτό είναι απλώς ένα όνειρο. Παρατηρούμε επίσης τον βήτα ρυθμό στη σπάνια παθολογία της υπνοβασίας (υπνοβασία), που απαιτεί ιατρική παρέμβαση και επίβλεψη των γονέων του παιδιού.
Σε άτομα με λεκτικό-λογικό, οπτικο-λογικό τύπο μνήμης, που καθυστερούν να εργαστούν και που είναι σε θέση να διατηρήσουν τη συγκέντρωση και την προσοχή για μεγάλο χρονικό διάστημα χωρίς κόπωση, ένας ειδικός ρυθμός γάμμα με συχνότητα μεγαλύτερη από 30 Hz είναι σχεδιάστηκε στο ΗΕΓ.
Οδηγοί, πιλότοι, στρατιωτικό προσωπικό, διασώστες και γιατροί, των οποίων η εργασία συχνά συνδέεται με σημαντικό συναισθηματικό στρες που απαιτεί άμεση λήψη αποφάσεων, καταγράφουν έναν ρυθμό Θήτα με συχνότητα 4 έως 8 Hz.
Σε ένα άτομο που κάθεται ήρεμα, ο ρυθμός Δέλτα καταγράφεται στο ΗΕΓ. Στην πρώτη φάση του ύπνου βραδέων κυμάτων, που διαρκεί 90-100 λεπτά, η βιοχημική και ηλεκτρική δραστηριότητα πλησιάζει την εγρήγορση και το άτομο αφομοιώνει με επιτυχία ακουστικές πληροφορίες. Αυτό επέτρεψε σε μαθητές με ακουστική μνήμη να μάθουν ξένες γλώσσες σε συντομότερο χρόνο.
Κατά τη διάρκεια της ημέρας, ενώ είστε ξύπνιοι, ο ρυθμός Δέλτα υποδηλώνει όγκο του εγκεφαλικού φλοιού.
Το EEG σάς επιτρέπει να παρακολουθείτε τη δραστηριότητα διαφόρων τμημάτων του εγκεφάλου κατά την επίλυση προβλημάτων, την καταμέτρηση στο κεφάλι σας, την εκτέλεση εργασιών βραχυπρόθεσμης μνήμης και τον εντοπισμό των αιτιών της λήθης ή της προοδευτικής επιδείνωσης της μνήμης.
1.3 Μαγνητοεγκεφαλογραφία (MEG)
Μια άλλη μη επεμβατική μέθοδος για τη μελέτη της μνήμης στον άνθρωπο είναι η μαγνητοεγκεφαλογραφία. Το MEG καταγράφεται χρησιμοποιώντας αισθητήρες που είναι ιδιαίτερα ευαίσθητοι στα ηλεκτρομαγνητικά πεδία. Το MEG μπορεί να παρουσιαστεί ως προφίλ μαγνητικών πεδίων στην επιφάνεια του κρανίου ή ως καμπύλη γραμμή. Το MEG συμπληρώνει τις πληροφορίες σχετικά με την εγκεφαλική δραστηριότητα που λαμβάνονται από το ΗΕΓ.
Κεφάλαιο 2. Οπτικές μέθοδοι μελέτης της μνήμης
2.1 Τομογραφία εκπομπής ποζιτρονίων
ΣΕ τα τελευταία χρόνιαΗ τομογραφία εκπομπής ποζιτρονίων του εγκεφάλου άρχισε να χρησιμοποιείται για τη μελέτη της μνήμης. Ο ασθενής εγχέεται ενδοφλεβίως με ένα από τα ισότοπα: οξυγόνο - 15, άζωτο - 13, φθόριο - 18 ή ένα ανάλογο γλυκόζης - δεοξυγμόνωση. Στον εγκέφαλο, τα ισότοπα εκπέμπουν ποζιτρόνια, τα οποία συγκρούονται με ηλεκτρόνια για να παράγουν ένα ζεύγος πρωτονίων. Υπάρχει μια κάμερα PET πάνω από το κεφάλι του ασθενούς που ανιχνεύει πρωτόνια, οι πληροφορίες από την κάμερα αποστέλλονται σε έναν υπολογιστή, ο οποίος παρέχει μια εικόνα της θέσης της δραστηριότητας του πόνου σε φέτες εγκεφάλου. Έτσι, ο ερευνητής μπορεί να αποκτήσει μια εικόνα στρώμα προς στρώμα των δομών του εγκεφάλου που εμπλέκονται στην ανάμνηση και την αναπαραγωγή πληροφοριών.
2.2 Απεικόνιση πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (NMR)
Η ενδοσκόπηση πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού χρησιμοποιείται για τη μελέτη των διαδικασιών μνήμης και αναπαραγωγής πληροφοριών. Για τη μελέτη, ο ασθενής τοποθετείται σε έναν κυλινδρικό σωλήνα με σταθερό μαγνητικό πεδίο 30.000 φορές ισχυρότερο από αυτό της Γης. Το σώμα του ασθενούς εκτίθεται σε ραδιοκύματα, τα πρωτόνια των ιστών απορροφούν την ενέργειά τους. Αφού απενεργοποιηθούν τα ραδιοκύματα, τα πρωτόνια εκπέμπουν ενέργεια, η οποία καταγράφεται ως σήμα μαγνητικού συντονισμού. Μετά την επεξεργασία του σήματος, εμφανίζεται μια εικόνα στον υπολογιστή, που χαρακτηρίζει τη δραστηριότητα των βιοχημικών διεργασιών και την ταχύτητα της ροής του αίματος στους ιστούς. Το NMR έχει γίνει η πιο ισχυρή μέθοδος οπτικής έρευνας στην ψυχοφυσιολογία της ανθρώπινης μνήμης.
Για πρώτη φορά, σημειώθηκε ότι κατά την απομνημόνευση των πληροφοριών που μελετώνται, εμφανίζεται βιοχημική δραστηριότητα στο αριστερό ημισφαίριο του εγκεφάλου και όταν θυμάται και αναπαράγει πληροφορίες, εμφανίζεται βιοχημική δραστηριότητα στο δεξί ημισφαίριο του εγκεφάλου. Όταν ο ασθενής θυμόταν σιωπηλά επεισόδια της ζωής του, εμφανίστηκε δραστηριότητα στα πρόσθια μέρη του εγκεφαλικού φλοιού. Όταν θυμόμαστε ιστορικά γεγονότα, εκδηλώθηκε η δραστηριότητα των οπίσθιων τμημάτων του εγκεφαλικού φλοιού. Η ανάμνηση οπτικών εικόνων οδηγεί σε ενεργοποίηση των ινιακών περιοχών και η ακουστική πληροφορία οδηγεί σε ενεργοποίηση των κροταφικών ακουστικών περιοχών του εγκεφάλου.
Έτσι, συνήχθη το συμπέρασμα ότι η ανάμνηση επανενεργοποιεί εκείνες τις περιοχές του εγκεφάλου που ήταν ενεργές κατά την ανάμνηση. Οι μέθοδοι οπτικής έρευνας κατέστησαν δυνατή τη δημιουργία ενός χάρτη των ενεργοποιημένων εγκεφαλικών κέντρων κατά την ανάμνηση και την αναπαραγωγή πληροφοριών.
συμπέρασμα
Η μελέτη της ανθρώπινης ψυχοφυσιολογίας, που ξεκίνησε από την αρχαιότητα, έχει καλύψει μια μακρά ερευνητική διαδρομή. Σε κάθε εποχή, με την εισαγωγή νέων μεθόδων έρευνας, αποκαλύφθηκε κάποια πτυχή της ανθρώπινης μνήμης. Στον φωτισμένο 21ο αιώνα μας, με την εισαγωγή της μεθόδου των μικροηλεκτροδίων, ΗΕΓ, τομογραφία, NMR, για πρώτη φορά κατέστη δυνατή η δημιουργία χαρτών εγκεφαλικών δομών που εμπλέκονται σε διαδικασίες μνήμης. Η χρήση του NMR μας επέτρεψε να παρατηρήσουμε οπτικά ότι οι διαδικασίες απομνημόνευσης και αναπαραγωγής πληροφοριών συμβαίνουν στον ακουστικό τύπο μνήμης στην κροταφική περιοχή, στον οπτικό τύπο μνήμης στις ινιακές περιοχές του εγκεφάλου, στον μουσικό και κινητικό τύπο μνήμης, Επιπλέον, ενεργοποιούνται οι βρεγματικές ζώνες, όπου βρίσκονται οι ζώνες αφής και κινητήριας μνήμης.
Οι μέθοδοι ψυχοφυσιολογικής έρευνας βρήκαν την πρακτική τους εφαρμογή στη μελέτη του όγκου της βραχυπρόθεσμης μνήμης σε παιδιά προσχολικής ηλικίας, προκειμένου να προσδιοριστεί η επιτυχία της εκπαίδευσης ενός παιδιού στο σχολείο, καθώς και στη διδασκαλία ξένων γλωσσών σε άτομα με ακουστικό τύπο μνήμης κατά τη διάρκεια η αργή φάση του ύπνου, που διαρκεί 90-100 λεπτά.
Η μελλοντική γενιά επιστημόνων θα πρέπει να μελετήσει και να χρησιμοποιήσει για πρακτικούς σκοπούς τις πληροφορίες που καταγράφονται στα συναισθηματικά και νοητικά κελύφη της ανθρώπινης αύρας.
Πηγές και βιβλιογραφία
1. Aleksandrov Yu.I. Ψυχοφυσιολογία. Πέτρος, 2007.
2. Bekhtereva N.P. Νευροφυσιολογικές πτυχές νοητική δραστηριότητα. Λ.: Nauka, 1971.
3. Ντανίλοβα Ν.Ν. Ψυχοφυσιολογία. Μ.: Aspect-Press, 2002.
4. Kuzin V.S. Ψυχολογία. Μ, 1999.
5. Luria A.R. Ένα μικρό βιβλίο για μεγάλες αναμνήσεις. Μ.: MSU, 1968.
6. Maklakov A.G. Γενική ψυχολογία. Πέτρος, 2005.
7. Stolyarenko L.D. Βασικά στοιχεία ψυχολογίας. Rostov-on-Don: "Phoenix", 2003.
8. Sergeev B.F. Τα μυστικά της μνήμης. Μ, 1974.
Σύντομη περιγραφή:
Sazonov V.F. Σύγχρονες μέθοδοι έρευνας στη βιολογία [Ηλεκτρονικός πόρος] // Κινησιολόγος, 2009-2018: [ιστοσελίδα]. Ημερομηνία ενημέρωσης: 22.02.2018..__.201_).
Υλικά για τις σύγχρονες μεθόδους έρευνας στη βιολογία, τους κλάδους της και συναφείς κλάδους.
Υλικά για τις σύγχρονες μεθόδους έρευνας στη βιολογία, τους κλάδους της και συναφείς κλάδουςΣχέδιο
: Βασικοί κλάδοι της βιολογίας.
Επί του παρόντος, η βιολογία χωρίζεται συμβατικά σε δύο μεγάλες ομάδες επιστημών.Βιολογία των οργανισμών
: επιστήμες φυτών (βοτανική), ζώων (ζωολογία), μύκητες (μυκητολογία), μικροοργανισμοί (μικροβιολογία). Αυτές οι επιστήμες μελετούν μεμονωμένες ομάδες ζωντανών οργανισμών, την εσωτερική και εξωτερική τους δομή, τον τρόπο ζωής, την αναπαραγωγή και την ανάπτυξή τους.: μοριακό επίπεδο (μοριακή βιολογία, βιοχημεία και μοριακή γενετική), κυτταρικό (κυτταρολογία), ιστός (ιστολογία), όργανα και τα συστήματά τους (φυσιολογία, μορφολογία και ανατομία), πληθυσμοί και φυσικές κοινότητες (οικολογία). Με άλλα λόγια, η γενική βιολογία μελετά τη ζωή σε διάφορα επίπεδα.
Η βιολογία συνδέεται στενά με άλλες φυσικές επιστήμες. Έτσι, στη διασταύρωση μεταξύ βιολογίας και χημείας, εμφανίστηκε η βιοχημεία και η μοριακή βιολογία, μεταξύ βιολογίας και φυσικής - βιοφυσική, μεταξύ βιολογίας και αστρονομίας - διαστημικής βιολογίας. Η οικολογία, που βρίσκεται στη διασταύρωση της βιολογίας και της γεωγραφίας, θεωρείται πλέον συχνά ως ανεξάρτητη επιστήμη.
Εργασίες μαθητών για το εκπαιδευτικό μάθημα Σύγχρονες μέθοδοι βιολογικής έρευνας
1. Εξοικείωση με ποικίλες ερευνητικές μεθόδους σε διάφορους τομείς της βιολογίας.
Απόφαση και αναφορά:
1) Συγγραφή εκπαιδευτικού δοκιμίου κριτικής για μεθόδους έρευνας σε διάφορους τομείς της βιολογίας. Ελάχιστες απαιτήσεις για το περιεχόμενο της περίληψης: περιγραφή 5 μεθόδων έρευνας, 1-2 σελίδες (γραμματοσειρά 14, διάστιχο 1,5, περιθώρια 3-2-2-2 cm) για κάθε μέθοδο.
2) Παροχή αναφοράς (κατά προτίμηση σε μορφή παρουσίασης) για μια από τις σύγχρονες μεθόδους βιολογίας: τόμος 5±1 σελίδα.
Αναμενόμενα μαθησιακά αποτελέσματα:
1) Επιφανειακή εξοικείωση με ένα ευρύ φάσμα μεθόδων έρευνας στη βιολογία.
2) Σε βάθος κατανόηση μιας από τις ερευνητικές μεθόδους και μεταφορά αυτής της γνώσης στη μαθητική ομάδα.
2. Διεξαγωγή εκπαιδευτικής κατάρτισης επιστημονική έρευνααπό τον καθορισμό στόχων στα συμπεράσματα χρησιμοποιώντας απαραίτητες απαιτήσειςνα ετοιμάσει επιστημονική έκθεση για τη μελέτη.
Λύση:
Λήψη πρωτογενών δεδομένων σε εργαστηριακά μαθήματα και στο σπίτι. Επιτρέπεται η διεξαγωγή μέρους μιας τέτοιας έρευνας εκτός της τάξης.
3. Εισαγωγή στις γενικές μεθόδους έρευνας στη βιολογία.
Λύση:
Μάθημα διάλεξης και ανεξάρτητη εργασία με πηγές πληροφοριών. Αναφορά στο παράδειγμα γεγονότων από την ιστορία της βιολογίας: τόμος 2±1 σελίδα.
4. Εφαρμογή της αποκτηθείσας γνώσης, δεξιοτήτων και ικανοτήτων για τη διεξαγωγή και την επισημοποίηση της δικής σας έρευνας με τη μορφή ερευνητικής εργασίας, εργασία μαθημάτωνκαι/ή τελική ειδική εργασία.
Ορισμός εννοιών
Ερευνητικές μέθοδοι - αυτοί είναι τρόποι για την επίτευξη του στόχου της ερευνητικής εργασίας.
Επιστημονική μέθοδος είναι ένα σύνολο τεχνικών και λειτουργιών που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή ενός συστήματος επιστημονικής γνώσης.
Επιστημονικό γεγονός είναι το αποτέλεσμα παρατηρήσεων και πειραμάτων που καθορίζει τα ποσοτικά και ποιοτικά χαρακτηριστικά των αντικειμένων.
Μεθοδολογική βάση Η επιστημονική έρευνα είναι ένα σύνολο μεθόδων επιστημονική γνώση, χρησιμοποιείται για την επίτευξη του σκοπού αυτής της μελέτης.
Γενικές επιστημονικές, πειραματικές μέθοδοι, μεθοδολογική βάση -.
Η σύγχρονη βιολογία χρησιμοποιεί την ενοποίηση μεθοδολογικές προσεγγίσεις, χρησιμοποιεί «την ενότητα των περιγραφικών-ταξινομικών και επεξηγηματικών-νομοθετικών προσεγγίσεων. η ενότητα της εμπειρικής έρευνας με τη διαδικασία της εντατικής θεωρητικοποίησης της βιολογικής γνώσης, συμπεριλαμβανομένης της τυποποίησης, της μαθηματοποίησης και της αξιωματικοποίησής της» [Yarilin A.A. Η «Σταχτοπούτα» γίνεται πριγκίπισσα, ή η θέση της βιολογίας στην ιεραρχία των επιστημών. // «Οικολογία και Ζωή» Αρ. 12, 2008. Σελ. 4-11. Σελ.11].
Στόχοι των μεθόδων έρευνας:
1. «Ενίσχυση των φυσικών γνωστικών ικανοτήτων του ανθρώπου, καθώς και διεύρυνση και συνέχισή τους».
2. «Επικοινωνιακή λειτουργία», δηλ. διαμεσολάβηση μεταξύ του υποκειμένου και του αντικειμένου της έρευνας [Arshinov V.I. Η συνέργεια ως φαινόμενο της μετα-μη κλασσικής επιστήμης. Μ.: Ινστιτούτο Φιλοσοφίας ΡΑΣ, 1999. 203 σελ. Σελ.18].
Γενικές μέθοδοι έρευνας στη βιολογία
Παρατήρηση
Παρατήρηση - αυτή είναι η μελέτη των εξωτερικών σημείων και των ορατών αλλαγών σε ένα αντικείμενο για μια συγκεκριμένη χρονική περίοδο. Για παράδειγμα, παρακολούθηση της ανάπτυξης και της ανάπτυξης ενός δενδρυλλίου.
Η παρατήρηση είναι το σημείο εκκίνησης οποιασδήποτε φυσικής έρευνας.
Στη βιολογία αυτό γίνεται ιδιαίτερα αισθητό, αφού αντικείμενο μελέτης της είναι ο άνθρωπος και η ζωντανή φύση που τον περιβάλλει. Ήδη στο σχολείο, στα μαθήματα ζωολογίας, βοτανικής και ανατομίας, τα παιδιά διδάσκονται να διεξάγουν την απλούστερη βιολογική έρευνα παρατηρώντας την ανάπτυξη και την ανάπτυξη των φυτών και των ζώων, καθώς και την κατάσταση του σώματός τους.
Η παρατήρηση ως μέθοδος συλλογής πληροφοριών είναι χρονολογικά η πρώτη ερευνητική τεχνική που εμφανίστηκε στο οπλοστάσιο της βιολογίας, ή μάλλον, του προκατόχου της, της φυσικής ιστορίας. Και αυτό δεν προκαλεί έκπληξη, αφού η παρατήρηση βασίζεται στις ανθρώπινες αισθητηριακές ικανότητες (αίσθηση, αντίληψη, αναπαράσταση). Η κλασική βιολογία είναι πρωτίστως παρατηρητική βιολογία.Ωστόσο, αυτή η μέθοδος δεν έχει χάσει τη σημασία της μέχρι σήμερα.
Οι παρατηρήσεις μπορεί να είναι άμεσες ή έμμεσες, μπορούν να πραγματοποιηθούν με ή χωρίς τεχνικές συσκευές. Έτσι, ένας ορνιθολόγος βλέπει ένα πουλί με κιάλια και μπορεί να το ακούσει ή μπορεί να καταγράψει ήχους με τη συσκευή εκτός της εμβέλειας του ανθρώπινου αυτιού. Ο ιστολόγος παρατηρεί το σταθεροποιημένο και χρωματισμένο τμήμα ιστού χρησιμοποιώντας μικροσκόπιο. Και για έναν μοριακό βιολόγο, μια παρατήρηση μπορεί να είναι η καταγραφή αλλαγών στη συγκέντρωση ενός ενζύμου σε έναν δοκιμαστικό σωλήνα.
Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι η επιστημονική παρατήρηση, σε αντίθεση με τη συνηθισμένη παρατήρηση, δεν είναι απλή, αλλά σκόπιμοςη μελέτη αντικειμένων ή φαινομένων: πραγματοποιείται για την επίλυση ενός δεδομένου προβλήματος και η προσοχή του παρατηρητή δεν πρέπει να αποσπάται. Για παράδειγμα, εάν η εργασία είναι να μελετήσουμε τις εποχικές μεταναστεύσεις των πτηνών, τότε θα παρατηρήσουμε το χρονοδιάγραμμα της εμφάνισής τους σε χώρους φωλεοποίησης, και όχι οτιδήποτε άλλο. Έτσι είναι η παρατήρηση επιλεκτική κατανομήαπό την πραγματικότητα ορισμένο μέρος, με άλλα λόγια, πτυχή και συμπερίληψη αυτού του μέρους στο υπό μελέτη σύστημα.
Στην παρατήρηση δεν είναι μόνο σημαντική η ακρίβεια, η ακρίβεια και η δραστηριότητα του παρατηρητή, αλλά και η αμεροληψία, η γνώση και η εμπειρία του, σωστή επιλογήτεχνικά μέσα. Η διατύπωση του προβλήματος προϋποθέτει και την ύπαρξη σχεδίου παρατήρησης, δηλ. τον προγραμματισμό τους. [Kabakova D.V. Η παρατήρηση, η περιγραφή και το πείραμα ως οι κύριες μέθοδοι βιολογίας // Προβλήματα και προοπτικές ανάπτυξης της εκπαίδευσης: υλικά του διεθνούς. επιστημονικός συνδ. (Περμ, Απρίλιος 2011).Τ. I. Perm: Mercury, 2011. σσ. 16-19].
Περιγραφική μέθοδος
Περιγραφική μέθοδος - αυτή είναι η καταγραφή των παρατηρούμενων εξωτερικών σημαδιών των αντικειμένων μελέτης, αναδεικνύοντας το ουσιαστικό και απορρίπτοντας το ασήμαντο. Αυτή η μέθοδος βρισκόταν στις απαρχές της βιολογίας ως επιστήμης, αλλά η ανάπτυξή της θα ήταν αδύνατη χωρίς τη χρήση άλλων μεθόδων έρευνας.
Οι περιγραφικές μέθοδοι σάς επιτρέπουν να περιγράφετε πρώτα και στη συνέχεια να αναλύετε φαινόμενα που συμβαίνουν στη ζωντανή φύση, να τα συγκρίνετε, να βρίσκετε ορισμένα πρότυπα και επίσης να γενικεύετε, να ανακαλύψετε νέα είδη, τάξεις κ.λπ. Οι περιγραφικές μέθοδοι άρχισαν να χρησιμοποιούνται στην αρχαιότητα, αλλά σήμερα δεν έχουν χάσει τη συνάφειά τους και χρησιμοποιούνται ευρέως στη βοτανική, την ηθολογία, τη ζωολογία κ.λπ.
Συγκριτική μέθοδος
Συγκριτική μέθοδος είναι μια μελέτη των ομοιοτήτων και των διαφορών στη δομή, την πορεία των διαδικασιών ζωής και τη συμπεριφορά διαφόρων αντικειμένων. Για παράδειγμα, σύγκριση ατόμων διαφορετικών φύλων που ανήκουν στο ίδιο βιολογικό είδος.
Σας επιτρέπει να μελετάτε ερευνητικά αντικείμενα συγκρίνοντάς τα μεταξύ τους ή με άλλο αντικείμενο. Σας επιτρέπει να εντοπίσετε ομοιότητες και διαφορές μεταξύ ζωντανών οργανισμών, καθώς και των μερών τους. Τα δεδομένα που ελήφθησαν καθιστούν δυνατό τον συνδυασμό των μελετημένων αντικειμένων σε ομάδες με βάση ομοιότητες στη δομή και την προέλευση. Με βάση τη συγκριτική μέθοδο, για παράδειγμα, δημιουργείται μια ταξινόμηση φυτών και ζώων. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιήθηκε επίσης για τη δημιουργία της κυτταρικής θεωρίας και για την επιβεβαίωση της θεωρίας της εξέλιξης. Επί του παρόντος, χρησιμοποιείται σχεδόν σε όλους τους τομείς της βιολογίας.
Αυτή η μέθοδος καθιερώθηκε στη βιολογία τον 18ο αιώνα. και έχει αποδειχθεί πολύ γόνιμη στην επίλυση πολλών σημαντικών προβλημάτων. Χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο και σε συνδυασμό με την περιγραφική μέθοδο, προέκυψαν πληροφορίες που κατέστησαν δυνατή τον 18ο αιώνα. έθεσε τα θεμέλια της ταξινόμησης φυτών και ζώων (C. Linnaeus), και τον 19ο αι. διατυπώνουν τη θεωρία των κυττάρων (M. Schleiden και T. Schwann) και το δόγμα των κύριων τύπων ανάπτυξης (K. Baer). Η μέθοδος χρησιμοποιήθηκε ευρέως τον 19ο αιώνα. στην τεκμηρίωση της θεωρίας της εξέλιξης, καθώς και στην αναδιάρθρωση μιας σειράς βιολογικών επιστημών με βάση αυτή τη θεωρία. Ωστόσο, η χρήση αυτής της μεθόδου δεν συνοδεύτηκε από βιολογία που ξεπέρασε τα όρια της περιγραφικής επιστήμης.
Η συγκριτική μέθοδος χρησιμοποιείται ευρέως σε διάφορες βιολογικές επιστήμες στην εποχή μας. Η σύγκριση αποκτά ιδιαίτερη αξία όταν είναι αδύνατο να οριστεί μια έννοια. Για παράδειγμα, ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο παράγει συχνά εικόνες των οποίων το πραγματικό περιεχόμενο είναι άγνωστο εκ των προτέρων. Μόνο η σύγκριση τους με εικόνες μικροσκοπικού φωτός επιτρέπει σε κάποιον να αποκτήσει τα επιθυμητά δεδομένα.
Ιστορική μέθοδος
Σας επιτρέπει να προσδιορίσετε πρότυπα σχηματισμού και ανάπτυξης ζωντανών συστημάτων, τις δομές και τις λειτουργίες τους, να τα συγκρίνετε με προηγούμενα γνωστά γεγονότα. Αυτή η μέθοδος, συγκεκριμένα, χρησιμοποιήθηκε με επιτυχία από τον Κάρολο Δαρβίνο για να οικοδομήσει την εξελικτική του θεωρία και συνέβαλε στη μετατροπή της βιολογίας από περιγραφική επιστήμη σε επεξηγηματική επιστήμη.
Στο δεύτερο μισό του 19ου αιώνα. Χάρη στα έργα του Καρόλου Δαρβίνου, η ιστορική μέθοδος έθεσε σε επιστημονική βάση τη μελέτη των προτύπων εμφάνισης και ανάπτυξης των οργανισμών, το σχηματισμό της δομής και των λειτουργιών των οργανισμών στο χρόνο και στο χώρο. Με την εισαγωγή αυτής της μεθόδου, σημειώθηκαν σημαντικές ποιοτικές αλλαγές στη βιολογία. Η ιστορική μέθοδος μετέτρεψε τη βιολογία από μια καθαρά περιγραφική επιστήμη σε μια επεξηγηματική επιστήμη, η οποία εξηγεί πόσο διαφορετικά ζωντανά συστήματα προέκυψαν και πώς λειτουργούν. Επί του παρόντος, η ιστορική μέθοδος ή η «ιστορική προσέγγιση» έχει γίνει μια καθολική προσέγγιση για τη μελέτη των φαινομένων της ζωής σε όλες τις βιολογικές επιστήμες.
Πειραματική μέθοδος
Πείραμα - αυτή είναι μια επαλήθευση της ορθότητας της υποθετικής υπόθεσης με τη βοήθεια στοχευμένης επιρροής στο αντικείμενο.
Ένα πείραμα (εμπειρία) είναι μια τεχνητή δημιουργία υπό ελεγχόμενες συνθήκες μιας κατάστασης που βοηθά στην αποκάλυψη των βαθιά κρυμμένων ιδιοτήτων των ζωντανών αντικειμένων.
Η πειραματική μέθοδος μελέτης των φυσικών φαινομένων συνδέεται με ενεργό επίδραση σε αυτά με τη διεξαγωγή πειραμάτων (πειραμάτων) υπό ελεγχόμενες συνθήκες. Αυτή η μέθοδος σάς επιτρέπει να μελετάτε μεμονωμένα φαινόμενα και να επιτυγχάνετε επαναληψιμότητα των αποτελεσμάτων όταν αναπαράγετε τις ίδιες συνθήκες. Το πείραμα παρέχει μια βαθύτερη εικόνα της ουσίας των βιολογικών φαινομένων από άλλες ερευνητικές μεθόδους. Χάρη σε πειράματα, η φυσική επιστήμη γενικά και η βιολογία ειδικότερα έφτασαν στην ανακάλυψη των βασικών νόμων της φύσης.
Οι πειραματικές μέθοδοι στη βιολογία χρησιμεύουν όχι μόνο για τη διεξαγωγή πειραμάτων και τη λήψη απαντήσεων σε ερωτήματα ενδιαφέροντος, αλλά και για τον προσδιορισμό της ορθότητας της υπόθεσης που διατυπώθηκε στην αρχή της μελέτης του υλικού, καθώς και για τη διόρθωσή της στη διαδικασία της εργασίας. Στον εικοστό αιώνα, αυτές οι μέθοδοι έρευνας έγιναν κορυφαίες σε αυτήν την επιστήμη χάρη στην εμφάνιση σύγχρονο εξοπλισμόγια τη διεξαγωγή πειραμάτων, όπως, για παράδειγμα, τομογράφο, ηλεκτρονικό μικροσκόπιο κ.λπ. Επί του παρόντος, στην πειραματική βιολογία, χρησιμοποιούνται ευρέως βιοχημικές τεχνικές, ανάλυση περίθλασης ακτίνων Χ, χρωματογραφία, καθώς και η τεχνική των υπερλεπτών τομών, διάφορες μέθοδοι καλλιέργειας και πολλές άλλες. Οι πειραματικές μέθοδοι σε συνδυασμό με μια συστημική προσέγγιση επέκτειναν τις γνωστικές δυνατότητες της βιολογικής επιστήμης και άνοιξαν νέους δρόμους για την εφαρμογή της γνώσης σε όλους σχεδόν τους τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας.
Το ζήτημα του πειράματος ως ένα από τα θεμέλια στη γνώση της φύσης τέθηκε τον 17ο αιώνα. Ο Άγγλος φιλόσοφος F. Bacon (1561-1626). Η εισαγωγή του στη βιολογία συνδέεται με τα έργα του V. Harvey τον 17ο αιώνα. για τη μελέτη της κυκλοφορίας του αίματος. Ωστόσο, η πειραματική μέθοδος εισήλθε ευρέως στη βιολογία μόλις στις αρχές του 19ου αιώνα και μέσω της φυσιολογίας, στην οποία άρχισαν να χρησιμοποιούν ένας μεγάλος αριθμός απόενόργανες τεχνικές που κατέστησαν δυνατή την καταγραφή και τον ποσοτικό χαρακτηρισμό της συσχέτισης των συναρτήσεων με τη δομή. Χάρη στα έργα των F. Magendie (1783-1855), G. Helmholtz (1821-1894), I.M. Sechenov (1829-1905), καθώς και οι κλασικοί του πειράματος C. Bernard (1813-1878) και I.P. Η Pavlova (1849-1936) η φυσιολογία ήταν πιθανώς η πρώτη από τις βιολογικές επιστήμες που έγινε πειραματική επιστήμη.
Μια άλλη κατεύθυνση στην οποία εισήλθε η πειραματική μέθοδος στη βιολογία ήταν η μελέτη της κληρονομικότητας και της μεταβλητότητας των οργανισμών. Εδώ η κύρια αξία ανήκει στον G. Mendel, ο οποίος, σε αντίθεση με τους προκατόχους του, χρησιμοποίησε το πείραμα όχι μόνο για να συγκεντρώσει δεδομένα σχετικά με τα φαινόμενα που μελετώνται, αλλά και για να ελέγξει την υπόθεση που διατυπώθηκε με βάση τα δεδομένα που ελήφθησαν. Το έργο του G. Mendel ήταν ένα κλασικό παράδειγμα της μεθοδολογίας της πειραματικής επιστήμης.
Για την τεκμηρίωση της πειραματικής μεθόδου, η εργασία που πραγματοποιήθηκε στη μικροβιολογία από τον L. Pasteur (1822-1895), ο οποίος εισήγαγε πρώτος το πείραμα για τη μελέτη της ζύμωσης και την αντίκρουση της θεωρίας της αυθόρμητης δημιουργίας μικροοργανισμών και στη συνέχεια για την ανάπτυξη εμβολιασμού κατά μολυσματικών ασθενειών. σπουδαίος. Στο δεύτερο μισό του 19ου αιώνα. Μετά τον L. Pasteur, σημαντικές συνεισφορές στην ανάπτυξη και τεκμηρίωση της πειραματικής μεθόδου στη μικροβιολογία είχαν οι R. Koch (1843-1910), D. Lister (1827-1912), I.I. Mechnikov (1845-1916), D.I. Ιβανόφσκι (1864-1920), Σ.Ν. Vinogradsky (1856-1890), M. Beyernik (1851-1931) κ.λπ. Τον 19ο αιώνα. Η βιολογία έχει επίσης εμπλουτιστεί με τη δημιουργία μεθοδολογικών θεμελίων για τη μοντελοποίηση, που είναι και η υψηλότερη μορφή πειράματος. Η εφεύρεση από τους L. Pasteur, R. Koch και άλλους μικροβιολόγους μεθόδων για τη μόλυνση των πειραματόζωων με παθογόνους μικροοργανισμούς και τη μελέτη της παθογένεσης των μολυσματικών ασθενειών σε αυτά είναι ένα κλασικό παράδειγμα μοντελοποίησης που μεταφέρθηκε στον 20ο αιώνα. και συμπληρώνεται στην εποχή μας διαμορφώνοντας όχι μόνο διάφορες ασθένειες, αλλά και διάφορες διαδικασίες ζωής, συμπεριλαμβανομένης της προέλευσης της ζωής.
Ξεκινώντας, για παράδειγμα, από τη δεκαετία του '40. ΧΧ αιώνα Η πειραματική μέθοδος στη βιολογία έχει υποστεί σημαντική βελτίωση λόγω της αύξησης της ανάλυσης πολλών βιολογικών τεχνικών και της ανάπτυξης νέων πειραματικών τεχνικών. Έτσι, η ανάλυση της γενετικής ανάλυσης και ένας αριθμός ανοσολογικών τεχνικών αυξήθηκε. Η καλλιέργεια σωματικών κυττάρων, η απομόνωση βιοχημικών μεταλλαγμένων μικροοργανισμών και σωματικών κυττάρων κ.λπ. εισήχθησαν στην ερευνητική πράξη Η πειραματική μέθοδος άρχισε να εμπλουτίζεται ευρέως με μεθόδους φυσικής και χημείας, οι οποίες αποδείχθηκαν εξαιρετικά πολύτιμες όχι μόνο σε ποιότητα. ανεξάρτητες μεθόδους, αλλά και σε συνδυασμό με βιολογικές μεθόδους. Για παράδειγμα, η δομή και ο γενετικός ρόλος του DNA έχουν αποσαφηνιστεί μέσω της συνδυασμένης χρήσης χημικών μεθόδων για την απομόνωση του DNA, χημικών και φυσικών μεθόδων για τον προσδιορισμό της πρωτογενούς και δευτερογενούς δομής του και βιολογικών μεθόδων (μετασχηματισμός και γενετική ανάλυση βακτηρίων) για την απόδειξη του ρόλο ως γενετικό υλικό.
Επί του παρόντος, η πειραματική μέθοδος χαρακτηρίζεται από εξαιρετικές ικανότητες στη μελέτη φαινομένων ζωής. Αυτές οι δυνατότητες καθορίζονται με τη χρήση μικροσκοπίου ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙ, συμπεριλαμβανομένων ηλεκτρονικών με την τεχνική των υπερλεπτών τομών, βιοχημικών μεθόδων, γενετικής ανάλυσης υψηλής ανάλυσης, ανοσολογικών μεθόδων, διαφόρων μεθόδων καλλιέργειας και ενδοβιολογικής παρατήρησης σε καλλιέργειες κυττάρων, ιστών και οργάνων, επισήμανση εμβρύων, εξωσωματική γονιμοποίηση, μέθοδος σημασμένου ατόμου , ανάλυση περίθλασης ακτίνων Χ, υπερφυγοκέντρηση, φασματοφωτομετρία, χρωματογραφία, ηλεκτροφόρηση, αλληλούχιση, κατασκευή βιολογικά ενεργών μορίων ανασυνδυασμένου DNA κ.λπ. Νέα ποιότητα εγγενής πειραματική μέθοδος, προκάλεσε ποιοτικές αλλαγές στη μοντελοποίηση. Παράλληλα με τη μοντελοποίηση σε επίπεδο οργάνου, αυτή τη στιγμή αναπτύσσεται μοντελοποίηση σε μοριακό και κυτταρικό επίπεδο.
Μέθοδος προσομοίωσης
Η μοντελοποίηση βασίζεται σε μια τέτοια τεχνική όπως αναλογία - αυτό είναι ένα συμπέρασμα σχετικά με την ομοιότητα των αντικειμένων από μια ορισμένη άποψη με βάση την ομοιότητά τους σε μια σειρά από άλλες απόψεις.
Μοντέλο - αυτό είναι ένα απλουστευμένο αντίγραφο ενός αντικειμένου, φαινομένου ή διαδικασίας, που τα αντικαθιστά σε ορισμένες πτυχές.
Ένα μοντέλο είναι κάτι με το οποίο είναι πιο βολικό να δουλέψεις, δηλαδή κάτι που είναι πιο εύκολο να δεις, να ακούσεις, να θυμηθείς, να καταγράψεις, να επεξεργαστείς, να μεταφέρεις, να κληρονομήσεις και με το οποίο είναι πιο εύκολο να πειραματιστείς, σε σύγκριση με το αντικείμενο μοντελοποίησης (πρωτότυπο, πρωτότυπο).
Karkishchenko N.N. Βασικά στοιχεία βιομοντελοποίησης. - Μ.: VPK, 2005. - 608 σελ. Σελ. 22.
Πρίπλασμα - αυτό είναι, κατά συνέπεια, η δημιουργία ενός απλοποιημένου αντιγράφου ενός αντικειμένου, φαινομένου ή διαδικασίας.
Πρίπλασμα:
1) δημιουργία απλουστευμένων αντιγράφων αντικειμένων γνώσης.
2) μελέτη αντικειμένων γνώσης στα απλουστευμένα αντίγραφά τους.
Μέθοδος προσομοίωσης - αυτή είναι η μελέτη των ιδιοτήτων ενός συγκεκριμένου αντικειμένου μελετώντας τις ιδιότητες ενός άλλου αντικειμένου (μοντέλο), το οποίο είναι πιο βολικό για την επίλυση ερευνητικών προβλημάτων και βρίσκεται σε μια ορισμένη αντιστοιχία με το πρώτο αντικείμενο.
Η μοντελοποίηση (με ευρεία έννοια) είναι η κύρια μέθοδος έρευνας σε όλα τα γνωστικά πεδία. Οι μέθοδοι μοντελοποίησης χρησιμοποιούνται για την αξιολόγηση των χαρακτηριστικών πολύπλοκων συστημάτων και τη λήψη επιστημονικά τεκμηριωμένων αποφάσεων σε διάφορους τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας. Ένα υπάρχον ή σχεδιασμένο σύστημα μπορεί να μελετηθεί αποτελεσματικά χρησιμοποιώντας μαθηματικά μοντέλα (αναλυτικά και προσομοίωση) προκειμένου να βελτιστοποιηθεί η διαδικασία λειτουργίας του συστήματος. Το μοντέλο συστήματος υλοποιείται σε σύγχρονους υπολογιστές, οι οποίοι στην περίπτωση αυτή λειτουργούν ως εργαλείο πειραματισμού με το μοντέλο συστήματος.
Η μοντελοποίηση σάς επιτρέπει να μελετήσετε οποιαδήποτε διαδικασία ή φαινόμενο, καθώς και κατευθύνσεις εξέλιξης, αναδημιουργώντας τα με τη μορφή απλούστερου αντικειμένου χρησιμοποιώντας σύγχρονες τεχνολογίες και εξοπλισμό.
Θεωρία μοντελοποίησης
– τη θεωρία της αντικατάστασης του αρχικού αντικειμένου με το μοντέλο του και τη μελέτη των ιδιοτήτων του αντικειμένου στο μοντέλο του.
Πρίπλασμα
– μια μέθοδος έρευνας που βασίζεται στην αντικατάσταση του αρχικού υπό μελέτη αντικειμένου με το μοντέλο του και στην εργασία με αυτό (αντί του αντικειμένου).
Μοντέλο
(αρχικό αντικείμενο) (από το λατινικό modus - "μέτρο", "όγκος", "εικόνα") - ένα βοηθητικό αντικείμενο που αντικατοπτρίζει τα πιο σημαντικά μοτίβα για έρευνα, την ουσία, τις ιδιότητες, τα χαρακτηριστικά της δομής και της λειτουργίας του αρχικού αντικειμένου .
Όταν οι άνθρωποι μιλούν για μοντελοποίηση, συνήθως εννοούν τη μοντελοποίηση ενός συστήματος.
Σύστημα
– ένα σύνολο διασυνδεδεμένων στοιχείων που ενώνονται για την επίτευξη ενός κοινού στόχου, απομονωμένα από το περιβάλλον και αλληλεπιδρώντας μαζί του ως αναπόσπαστο σύνολο και παρουσιάζουν βασικές συστημικές ιδιότητες. Το έγγραφο προσδιορίζει 15 κύριες ιδιότητες συστήματος, οι οποίες περιλαμβάνουν: ανάδυση (εμφάνιση); ακεραιότητα; δομή; ακεραιότητα; υποταγή στον στόχο · ιεραρχία; άπειρο; ενεργητικότητα? ειλικρίνεια; μη αναστρεψιμότητα· ενότητα δομικής σταθερότητας και αστάθειας· μη γραμμικότητα? Πιθανή πολυμεταβλητότητα πραγματικών δομών. κρισιμότητα? απρόβλεπτο σε μια κρίσιμη περιοχή.
Κατά τη μοντελοποίηση συστημάτων, χρησιμοποιούνται δύο προσεγγίσεις: η κλασική (επαγωγική), η οποία αναπτύχθηκε πρώτα ιστορικά και η συστημική, που αναπτύχθηκε σε Πρόσφατα.
Κλασική προσέγγιση.
Ιστορικά, η κλασική προσέγγιση για τη μελέτη ενός αντικειμένου και τη μοντελοποίηση ενός συστήματος ήταν η πρώτη που εμφανίστηκε. Το πραγματικό αντικείμενο που πρόκειται να μοντελοποιηθεί χωρίζεται σε υποσυστήματα, επιλέγονται αρχικά δεδομένα (D) για μοντελοποίηση και ορίζονται στόχοι (T), που αντικατοπτρίζουν μεμονωμένες πτυχές της διαδικασίας μοντελοποίησης. Με βάση ένα ξεχωριστό σύνολο αρχικών δεδομένων, ο στόχος της μοντελοποίησης μιας ξεχωριστής πτυχής της λειτουργίας του συστήματος τίθεται βάσει αυτού του στόχου, διαμορφώνεται ένα συγκεκριμένο στοιχείο (K) του μελλοντικού μοντέλου. Ένα σύνολο εξαρτημάτων συνδυάζεται σε ένα μοντέλο.
Οτι. τα στοιχεία συνοψίζονται, κάθε στοιχείο λύνει τα δικά του προβλήματα και απομονώνεται από άλλα μέρη του μοντέλου. Εφαρμόζουμε την προσέγγιση μόνο σε απλά συστήματα, όπου οι σχέσεις μεταξύ των στοιχείων μπορούν να αγνοηθούν. Μπορούν να σημειωθούν δύο διακριτικές πτυχές κλασική προσέγγιση: 1) υπάρχει μια κίνηση από το ιδιαίτερο στο γενικό κατά τη δημιουργία ενός μοντέλου. 2) το δημιουργημένο μοντέλο (σύστημα) διαμορφώνεται συνοψίζοντας τα επιμέρους συστατικά του και δεν λαμβάνει υπόψη την εμφάνιση ενός νέου συστημικού αποτελέσματος.
Συστημική προσέγγιση – μια μεθοδολογική ιδέα που βασίζεται στην επιθυμία να οικοδομηθεί μια ολιστική εικόνα του υπό μελέτη αντικειμένου, λαμβάνοντας υπόψη τα στοιχεία του αντικειμένου που είναι σημαντικά για το πρόβλημα που επιλύεται, τις μεταξύ τους συνδέσεις και τις εξωτερικές συνδέσεις με άλλα αντικείμενα και περιβάλλον. Με την αυξανόμενη πολυπλοκότητα της μοντελοποίησης αντικειμένων, προέκυψε η ανάγκη παρατήρησής τους από υψηλότερο επίπεδο. Σε αυτήν την περίπτωση, ο προγραμματιστής εξετάζει αυτό το σύστημαως κάποιο υποσύστημα υψηλότερης βαθμίδας. Για παράδειγμα, εάν η εργασία είναι να σχεδιάσετε ένα εταιρικό αυτοματοποιημένο σύστημα ελέγχου, τότε από τη θέση συστηματική προσέγγισηΔεν πρέπει να ξεχνάμε ότι αυτό το σύστημα αποτελεί αναπόσπαστο μέρος του αυτοματοποιημένου συστήματος ελέγχου της ένωσης. Η προσέγγιση συστημάτων βασίζεται στην εξέταση του συστήματος ως ολοκληρωμένου συνόλου και αυτή η θεώρηση κατά την ανάπτυξη ξεκινά με το κύριο πράγμα - τη διατύπωση του σκοπού λειτουργίας. Είναι σημαντικό για τη συστημική προσέγγιση να καθορίσει τη δομή του συστήματος - το σύνολο των συνδέσεων μεταξύ των στοιχείων του συστήματος, αντανακλώντας την αλληλεπίδρασή τους.
Υπάρχουν δομικές και λειτουργικές προσεγγίσεις για τη μελέτη της δομής ενός συστήματος και των ιδιοτήτων του.
Στο διαρθρωτική προσέγγιση αποκαλύπτεται η σύνθεση των επιλεγμένων στοιχείων του συστήματος και οι μεταξύ τους συνδέσεις.
Στο λειτουργική προσέγγιση Εξετάζονται αλγόριθμοι συμπεριφοράς συστήματος (συναρτήσεις – ιδιότητες που οδηγούν στην επίτευξη του στόχου).
Τύποι μοντελοποίησης
1. Μοντελοποίηση θέματος
, στο οποίο το μοντέλο αναπαράγει γεωμετρικά, φυσικά, δυναμικά ή λειτουργικά χαρακτηριστικάαντικείμενο. Για παράδειγμα, μοντέλο γέφυρας, μοντέλο φράγματος, μοντέλο φτερού
αεροπλάνο κλπ.
2. Αναλογική Μοντελοποίηση
, στο οποίο το μοντέλο και το πρωτότυπο περιγράφονται από μια ενιαία μαθηματική σχέση. Ένα παράδειγμα είναι τα ηλεκτρικά μοντέλα που χρησιμοποιούνται για τη μελέτη μηχανικών, υδροδυναμικών και ακουστικών φαινομένων.
3. Εμβληματική μοντελοποίηση
, στα οποία τα διαγράμματα, τα σχέδια και οι τύποι λειτουργούν ως μοντέλα. Ο ρόλος των εμβληματικών μοντέλων έχει αυξηθεί ιδιαίτερα με την επέκταση της χρήσης των υπολογιστών στην κατασκευή εμβληματικών μοντέλων.
4. Στενά συνδεδεμένο με το εμβληματικό νοητική προσομοίωση
, στο οποίο τα μοντέλα αποκτούν ψυχικά οπτικό χαρακτήρα. Ένα παράδειγμα θα ήταν στο σε αυτήν την περίπτωσηχρησιμεύουν ως μοντέλο του ατόμου, που προτάθηκε κάποτε από τον Bohr.
5. Μοντέλο πείραμα.
Τέλος, ένας ειδικός τύπος μοντελοποίησης είναι η συμπερίληψη σε ένα πείραμα όχι του ίδιου του αντικειμένου, αλλά του μοντέλου του, λόγω του οποίου το τελευταίο αποκτά χαρακτήρα πειράματος μοντέλου. Αυτός ο τύπος μοντελοποίησης δείχνει ότι δεν υπάρχει σκληρή γραμμή μεταξύ των μεθόδων εμπειρικής και θεωρητικής γνώσης.
Οργανικά συνδεδεμένο με το μόντελινγκ εξιδανίκευση
- νοερή κατασκευή εννοιών, θεωρίες για αντικείμενα που δεν υπάρχουν και δεν πραγματοποιούνται στην πραγματικότητα, αλλά εκείνα για τα οποία υπάρχει ένα κοντινό πρωτότυπο ή ανάλογο σε πραγματικό κόσμο. Παραδείγματα ιδανικών αντικειμένων που κατασκευάζονται με αυτή τη μέθοδο είναι οι γεωμετρικές έννοιες ενός σημείου, γραμμής, επιπέδου κ.λπ. Όλες οι επιστήμες λειτουργούν με ιδανικά αντικείμενα αυτού του είδους - ένα ιδανικό αέριο, ένα απολύτως μαύρο σώμα, έναν κοινωνικοοικονομικό σχηματισμό, ένα κράτος κ.λπ.
Μέθοδοι μοντελοποίησης
1. Μοντελοποίηση πλήρους κλίμακας
- ένα πείραμα στο ίδιο το υπό μελέτη αντικείμενο, το οποίο, υπό ειδικά επιλεγμένες πειραματικές συνθήκες, λειτουργεί ως μοντέλο του εαυτού του.
2. Φυσική μοντελοποίηση
– ένα πείραμα σε ειδικές εγκαταστάσεις που διατηρούν τη φύση των φαινομένων, αλλά αναπαράγουν τα φαινόμενα σε μια ποσοτικά τροποποιημένη, κλιμακούμενη μορφή.
3. Μαθηματική μοντελοποίηση
– τη χρήση μοντέλων φυσικής φύσης που διαφέρουν από τα προσομοιωμένα αντικείμενα, αλλά έχουν παρόμοια μαθηματική περιγραφή. Η πλήρης κλίμακα και η φυσική μοντελοποίηση μπορούν να συνδυαστούν σε μια κατηγορία μοντέλων φυσικής ομοιότητας, καθώς και στις δύο περιπτώσεις το μοντέλο και το πρωτότυπο είναι πανομοιότυπα στη φυσική τους φύση.
Οι μέθοδοι μοντελοποίησης μπορούν να ταξινομηθούν σε τρεις κύριες ομάδες: αναλυτική, αριθμητική και προσομοίωση.
1. Αναλυτικός μεθόδους μοντελοποίησης. Οι αναλυτικές μέθοδοι καθιστούν δυνατή την απόκτηση των χαρακτηριστικών ενός συστήματος ως ορισμένες συναρτήσεις των παραμέτρων λειτουργίας του. Έτσι, το αναλυτικό μοντέλο είναι ένα σύστημα εξισώσεων, η λύση του οποίου παράγει τις απαραίτητες παραμέτρους για τον υπολογισμό των χαρακτηριστικών εξόδου του συστήματος (μέσος χρόνος επεξεργασίας εργασιών, απόδοση κ.λπ.). Οι αναλυτικές μέθοδοι δίνουν ακριβείς τιμέςχαρακτηριστικά του συστήματος, αλλά χρησιμοποιούνται για την επίλυση μόνο μιας στενής κατηγορίας προβλημάτων. Οι λόγοι για αυτό είναι οι εξής. Πρώτον, λόγω της πολυπλοκότητας των περισσότερων πραγματικών συστημάτων, η πλήρης μαθηματική τους περιγραφή (μοντέλο) είτε δεν υπάρχει, είτε δεν έχουν αναπτυχθεί ακόμη αναλυτικές μέθοδοι για την επίλυση του δημιουργημένου μαθηματικού μοντέλου. Δεύτερον, κατά την εξαγωγή των τύπων στους οποίους βασίζονται οι αναλυτικές μέθοδοι, γίνονται ορισμένες υποθέσεις που δεν αντιστοιχούν πάντα στο πραγματικό σύστημα. Σε αυτή την περίπτωση, η χρήση αναλυτικών μεθόδων πρέπει να εγκαταλειφθεί.
2. Αριθμητικός μεθόδους μοντελοποίησης. Οι αριθμητικές μέθοδοι περιλαμβάνουν τη μετατροπή του μοντέλου σε εξισώσεις, η επίλυση των οποίων είναι δυνατή χρησιμοποιώντας τις μεθόδους των υπολογιστικών μαθηματικών. Η κατηγορία των προβλημάτων που επιλύονται με αυτές τις μεθόδους είναι πολύ ευρύτερη. Ως αποτέλεσμα της εφαρμογής αριθμητικών μεθόδων, λαμβάνονται κατά προσέγγιση τιμές (εκτιμήσεις) των χαρακτηριστικών εξόδου του συστήματος με δεδομένη ακρίβεια.
3. Μίμηση
μεθόδους μοντελοποίησης. Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας των υπολογιστών, οι μέθοδοι μοντελοποίησης προσομοίωσης έχουν γίνει ευρέως χρησιμοποιούμενες για την ανάλυση συστημάτων στα οποία κυριαρχούν οι στοχαστικές επιρροές.
Η ουσία της μοντελοποίησης προσομοίωσης (IM) είναι η προσομοίωση της διαδικασίας λειτουργίας του συστήματος με την πάροδο του χρόνου, τηρώντας τους ίδιους λόγους διάρκειας λειτουργίας όπως στο αρχικό σύστημα. Ταυτόχρονα, προσομοιώνονται τα στοιχειώδη φαινόμενα που συνθέτουν τη διαδικασία, διατηρείται η λογική τους δομή και η αλληλουχία των γεγονότων στο χρόνο. Ως αποτέλεσμα της χρήσης MI, λαμβάνονται εκτιμήσεις των χαρακτηριστικών εξόδου του συστήματος, οι οποίες είναι απαραίτητες κατά την επίλυση προβλημάτων ανάλυσης, ελέγχου και σχεδιασμού.
Στη βιολογία, για παράδειγμα, είναι δυνατό να κατασκευαστεί ένα μοντέλο της κατάστασης της ζωής σε μια δεξαμενή μετά από κάποιο χρονικό διάστημα όταν αλλάξουν μία, δύο ή περισσότερες παράμετροι (θερμοκρασία, συγκέντρωση αλατιού, παρουσία αρπακτικών κ.λπ.). Τέτοιες τεχνικές έγιναν δυνατές χάρη στη διείσδυση στη βιολογία των ιδεών και των αρχών της κυβερνητικής - της επιστήμης του ελέγχου.
Η ταξινόμηση των τύπων μοντελοποίησης μπορεί να βασίζεται σε διάφορα χαρακτηριστικά. Ανάλογα με τη φύση των διαδικασιών που μελετώνται στο σύστημα, η μοντελοποίηση μπορεί να χωριστεί σε ντετερμινιστική και στοχαστική. στατική και δυναμική? διακριτές και συνεχείς.
Ντετερμινιστική
Η μοντελοποίηση χρησιμοποιείται για τη μελέτη συστημάτων των οποίων η συμπεριφορά μπορεί να προβλεφθεί με απόλυτη βεβαιότητα. Για παράδειγμα, η απόσταση που έχει διανύσει ένα αυτοκίνητο όταν ομοιόμορφα επιταχυνόμενη κίνησησε ιδανικές συνθήκες? μια συσκευή που τετραγωνίζει έναν αριθμό κ.λπ. Κατά συνέπεια, μια ντετερμινιστική διαδικασία εμφανίζεται σε αυτά τα συστήματα, η οποία περιγράφεται επαρκώς από ένα ντετερμινιστικό μοντέλο.
Στοχαστική
Η μοντελοποίηση (θεωρητικής πιθανότητας) χρησιμοποιείται για τη μελέτη ενός συστήματος του οποίου η κατάσταση εξαρτάται όχι μόνο από ελεγχόμενες, αλλά και από ανεξέλεγκτες επιρροές ή στο οποίο υπάρχει μια πηγή τυχαίας. Τα στοχαστικά συστήματα περιλαμβάνουν όλα τα συστήματα που περιλαμβάνουν ανθρώπους, για παράδειγμα, εργοστάσια, αεροδρόμια, συστήματα και δίκτυα υπολογιστών, καταστήματα, υπηρεσίες καταναλωτών κ.λπ.
Στατικός
Η μοντελοποίηση χρησιμεύει για την περιγραφή συστημάτων σε οποιαδήποτε χρονική στιγμή.
Δυναμικός
Η μοντελοποίηση αντανακλά τις αλλαγές στο σύστημα με την πάροδο του χρόνου (χαρακτηριστικά εξόδου του συστήματος αυτή τη στιγμήο χρόνος καθορίζεται από τη φύση των εισροών επιρροών στο παρελθόν και το παρόν). Παραδείγματα δυναμικών συστημάτων είναι βιολογικά, οικονομικά, κοινωνικά συστήματα. τεχνητά συστήματα όπως εργοστάσιο, επιχείρηση, γραμμή παραγωγής κ.λπ.
Διακεκριμένος
Η μοντελοποίηση χρησιμοποιείται για τη μελέτη συστημάτων στα οποία τα χαρακτηριστικά εισόδου και εξόδου μετρώνται ή αλλάζουν διακριτά με την πάροδο του χρόνου, διαφορετικά χρησιμοποιείται συνεχής μοντελοποίηση. Για παράδειγμα, ένα ηλεκτρονικό ρολόι, ένας ηλεκτρικός μετρητής είναι διακριτά συστήματα. ηλιακά ρολόγια, συσκευές θέρμανσης - συνεχόμενα συστήματα.
Ανάλογα με τη μορφή αναπαράστασης του αντικειμένου (συστήματος), διακρίνεται η νοητική και η πραγματική μοντελοποίηση.
Στο πραγματικός
μοντελοποίηση (πλήρους κλίμακας), η μελέτη των χαρακτηριστικών του συστήματος πραγματοποιείται σε πραγματικό αντικείμενο ή σε μέρος αυτού. Η πραγματική μοντελοποίηση είναι η πιο επαρκής, αλλά οι δυνατότητές της, λαμβάνοντας υπόψη τα χαρακτηριστικά των πραγματικών αντικειμένων, είναι περιορισμένες. Για παράδειγμα, η πραγματοποίηση πραγματικής μοντελοποίησης με ένα αυτοματοποιημένο σύστημα ελέγχου επιχείρησης απαιτεί, πρώτον, τη δημιουργία ενός αυτοματοποιημένου συστήματος ελέγχου. δεύτερον, η διεξαγωγή πειραμάτων με την επιχείρηση, κάτι που είναι αδύνατο. Η πραγματική μοντελοποίηση περιλαμβάνει πειράματα παραγωγής και πολύπλοκες δοκιμές, που έχουν υψηλό βαθμό αξιοπιστίας. Ένας άλλος τύπος πραγματικής μοντελοποίησης είναι η φυσική. Στη φυσική μοντελοποίηση, διεξάγεται έρευνα σε εγκαταστάσεις που διατηρούν τη φύση του φαινομένου και έχουν φυσική ομοιότητα.
Διανοητικός
Η μοντελοποίηση χρησιμοποιείται για την προσομοίωση συστημάτων που είναι πρακτικά αδύνατο να εφαρμοστούν σε ένα δεδομένο χρονικό διάστημα. Η βάση της νοητικής μοντελοποίησης είναι η δημιουργία ενός ιδανικού μοντέλου που βασίζεται σε μια ιδανική νοητική αναλογία. Υπάρχουν δύο είδη νοητικής μοντελοποίησης: η εικονιστική (οπτική) και η συμβολική.
Στο μεταφορικά
Στη μοντελοποίηση, με βάση τις ανθρώπινες ιδέες για πραγματικά αντικείμενα, δημιουργούνται διάφορα οπτικά μοντέλα που εμφανίζουν τα φαινόμενα και τις διαδικασίες που συμβαίνουν στο αντικείμενο. Για παράδειγμα, μοντέλα σωματιδίων αερίου στην κινητική θεωρία των αερίων με τη μορφή ελαστικών σφαιρών που δρουν μεταξύ τους κατά τη διάρκεια μιας σύγκρουσης.
Στο εικονική
Η μοντελοποίηση περιγράφει το προσομοιωμένο σύστημα χρησιμοποιώντας συμβατικά σημάδια, σύμβολα, ιδίως με τη μορφή μαθηματικών, φυσικών και χημικών τύπων. Η πιο ισχυρή και ανεπτυγμένη κατηγορία εμβληματικών μοντέλων αντιπροσωπεύεται από μαθηματικά μοντέλα.
Μαθηματικό μοντέλο
είναι ένα τεχνητά δημιουργημένο αντικείμενο με τη μορφή μαθηματικών, συμβολικών τύπων που εμφανίζει και αναπαράγει τη δομή, τις ιδιότητες, τις διασυνδέσεις και τις σχέσεις μεταξύ των στοιχείων του υπό μελέτη αντικειμένου. Επιπλέον, λαμβάνονται υπόψη μόνο τα μαθηματικά μοντέλα και, κατά συνέπεια, η μαθηματική μοντελοποίηση.
Μαθηματική μοντελοποίηση
– μέθοδος έρευνας που βασίζεται στην αντικατάσταση του αρχικού υπό μελέτη αντικειμένου με το μαθηματικό του μοντέλο και στην εργασία με αυτό (αντί του αντικειμένου). Η μαθηματική μοντελοποίηση μπορεί να χωριστεί σε αναλυτικό (AM)
, απομίμηση (IM)
, συνδυασμένο (CM)
.
Στο ΕΙΜΑΙ
δημιουργείται ένα αναλυτικό μοντέλο του αντικειμένου με τη μορφή εξισώσεων αλγεβρικών, διαφορικών, πεπερασμένων διαφορών. Το αναλυτικό μοντέλο μελετάται είτε με αναλυτικές μεθόδους είτε με αριθμητικές μεθόδους.
Στο ΤΟΥΣ
δημιουργείται ένα μοντέλο προσομοίωσης και η μέθοδος στατιστικής μοντελοποίησης χρησιμοποιείται για την υλοποίηση του μοντέλου προσομοίωσης σε έναν υπολογιστή.
Στο KM
πραγματοποιείται αποσύνθεση της διαδικασίας λειτουργίας του συστήματος σε υποδιεργασίες. Για αυτούς, όπου είναι δυνατόν, χρησιμοποιούνται αναλυτικές μέθοδοι, διαφορετικά χρησιμοποιούνται μέθοδοι προσομοίωσης.
Βιβλιογραφία
- Ayvazyan S.A., Enyukov I.S., Meshalkin L.D. Εφαρμοσμένες στατιστικές: Βασικές αρχές μοντελοποίησης και πρωτογενούς επεξεργασίας δεδομένων. – Μ.: «Οικονομικά και Στατιστική», 1983. – 471 σελ.
- Άλσοβα Ο.Κ. Μοντελοποίηση συστήματος (Μέρος 1): Κατευθυντήριες γραμμέςγια εργαστηριακές εργασίες στον κλάδο «Μοντελοποίηση» για τριτοετείς και τεταρτοετείς φοιτητές του AVTF. – Novosibirsk: NSTU Publishing House, 2006. – 68 p. Μοντελοποίηση συστημάτων (μέρος 2): Οδηγίες εργαστηριακής εργασίας στον κλάδο «Μοντελοποίηση» για τριτοετείς και τεταρτοετείς φοιτητές του AVTF. – Novosibirsk: NSTU Publishing House, 2007. – 35 p.
- Άλσοβα Ο.Κ. Μοντελοποίηση συστημάτων: σχολικό βιβλίο. επίδομα/Ο.Κ. Άλσοβα. - Novosibirsk: Εκδοτικός Οίκος NSTU, 2007 - 72 σελ.
- Borovikov V.P. Στατιστικά 5.0. Η τέχνη της ανάλυσης δεδομένων σε υπολογιστή: Για επαγγελματίες. 2η έκδ. – Αγία Πετρούπολη: Peter, 2003. – 688 p.
- Βέντσελ Ε.Σ. Επιχειρησιακή έρευνα. – Μ.: Ανώτατο Σχολείο, 2000. – 550 σελ.
- Gubarev V.V. Πιθανολογικά μοντέλα / Νοβοσιμπίρσκ. ηλεκτρολόγων μηχανικών ενθ. – Novosibirsk, 1992. – Μέρος 1. – 198 s; Μέρος 2ο. – 188 σελ.
- Gubarev V.V. Ανάλυση συστήματος στην πειραματική έρευνα. – Novosibirsk: NSTU Publishing House, 2000. – 99 p.
- Denisov A.A., Kolesnikov D.N. Θεωρία μεγάλων συστημάτων ελέγχου: Σχολικό βιβλίο. εγχειρίδιο για τα πανεπιστήμια. – L. Energoizdat, 1982. – 288 p.
- Draper N., Smith G. Εφαρμοσμένη ανάλυση παλινδρόμησης. – Μ.: Στατιστική, 1973.
- Karpov Yu. Προσομοίωση συστημάτων. Introduction to modeling with AnyLogic 5. – Αγία Πετρούπολη: BHV-Petersburg, 2005. – 400 p.
- Kelton V., Lowe A. Μοντελοποίηση προσομοίωσης. Κλασικό CS. 3η έκδ. – Αγία Πετρούπολη: Peter; Κίεβο: 2004. – 847 σελ.
- Lemeshko B.Yu., Postovalov S.N. Τεχνολογίες υπολογιστών για ανάλυση δεδομένων και έρευνα στατιστικών προτύπων: Σχολικό βιβλίο. επίδομα. – Novosibirsk: NSTU Publishing House, 2004. – 120 p.
- Μοντελοποίηση συστημάτων. Εργαστήριο: Proc. εγχειρίδιο για πανεπιστήμια/B.Ya. Sovetov, S.A. Γιακόβλεφ. – 2η έκδ., αναθεωρημένη. και επιπλέον – Μ.: Ανώτατο Σχολείο, 2003. – 295 σελ.
- Ryzhikov Yu.I. Μοντελοποίηση προσομοίωσης. Θεωρία και τεχνολογία. – SPb.: CORONA print; Μ.: Altex-A, 2004. – 384 p.
- Sovetov B.Ya., Yakovlev S.A. Systems Modeling (3η έκδ.). – Μ.: Ανώτατο Σχολείο, 2001. – 420 σελ.
- Θεωρία τυχαίων διεργασιών και μηχανικές εφαρμογές της: Διδακτικό βιβλίο. εγχειρίδιο για πανεπιστήμια/Ε.Σ. Wentzel, L.A. Οβτσάροφ. – 3η έκδ. ξαναδούλεψε και επιπλέον – Μ.: Εκδοτικό Κέντρο «Ακαδημία», 2003. – 432 σελ.
- Tomashevsky V., Zhdanova E. Μοντελοποίηση προσομοίωσης στο περιβάλλον GPSS. – Μ.: Μπεστ σέλερ, 2003. – 416 σελ.
- Khachaturova S.M. Μαθηματικές μέθοδοι ανάλυσης συστήματος: Σχολικό βιβλίο. εγχειρίδιο – Novosibirsk: NSTU Publishing House, 2004. – 124 p.
- Shannon R. Μοντελοποίηση προσομοίωσης συστημάτων - τέχνη και επιστήμη. – Μ.: Μιρ, 1978.
- Schreiber T.J. Προσομοίωση σε GPSS. – Μ.: Μηχανολόγων Μηχανικών, 1980. – 593 σελ.
- Arsenyev B.P., Yakovlev S.A. Ενοποίηση κατανεμημένων βάσεων δεδομένων. – Αγία Πετρούπολη: Lan, 2001. - 420 σελ.
1. Μία από τις κύριες μεθόδους για τη μελέτη της δομής των οργάνων, καθώς και στο περιγραφικό στάδιο της ανάπτυξης της ανατομίας, είναι η ανατομή ενός πτώματος.
2. Η μέθοδος της ανθρωπομετρίας χρησιμοποιείται για τη μέτρηση των εξωτερικών ανατομικών δομών και των σχέσεών τους, για τον προσδιορισμό των επιμέρους χαρακτηριστικών της δομής ενός ατόμου.
3. Η μέθοδος της ένεσης χρησιμοποιείται για τη μελέτη των σωματικών κοιλοτήτων, των σωληνοειδών δομών -αγγεία, βρόγχοι, ουροποιητικό σύστημα, έντερα και άλλα- με πλήρωσή τους με έγχρωμη μάζα.
4. Μέθοδος διάβρωσης - τήξη ιστού γύρω από κοίλα όργανα προγεμισμένα με σκληρυντική μάζα με οξύ ή αλκάλιο.
5. Η μέθοδος καθαρισμού των ιστών οργάνων είναι η δημιουργία ενός διαφανούς περιβάλλοντος γύρω από την προχρωματισμένη δομή που μελετάται με εμποτισμό με ειδικό υγρό.
6. Η μέθοδος της μικροσκοπικής ανατομίας είναι η μελέτη σχετικά μικρών δομών με οπτικά όργανα χαμηλής μεγέθυνσης.
7. Μέθοδοι ακτίνων Χ: ακτινοσκόπηση - εξέταση δομών υπό ακτίνες Χ, ακτινογραφία - καταγραφή δομών σε φιλμ ακτίνων Χ για μελέτη του σχήματος των οργάνων και των λειτουργικών τους χαρακτηριστικών σε ένα ζωντανό άτομο. Η αξονική τομογραφία είναι επίσης εφαρμόσιμη για τη μελέτη πτωματικού υλικού - μελέτη στρώσης προς στρώση ιστού οργάνου.
8. Η μέθοδος μεταφωτισμού με ανακλώμενες ακτίνες σας επιτρέπει να μελετήσετε μικρές δομές που βρίσκονται κοντά στην επιφάνεια του οργάνου.
9. Ενδοσκόπηση - εξέταση της επιφάνειας των βλεννογόνων ενός ζωντανού ατόμου, του χρώματος και της ανακούφισης πολλών εσωτερικών οργάνων μετά την εισαγωγή ειδικών οπτικών συσκευών στο εσωτερικό.
10. Πειραματική μέθοδος σε ζώα - για να αποσαφηνιστεί η λειτουργία ενός οργάνου και να μελετηθούν οι ανακατατάξεις του κάτω από διάφορες εξωτερικές επιρροές.
11. Μαθηματική μέθοδος - για τον υπολογισμό διαφόρων ποσοτικών δεικτών στις σχέσεις των ανατομικών δομών και για τη λήψη δεδομένων μέσου όρου.
12. Μέθοδος εικονογράφησης - δημιουργία γραφικών διαγραμμάτων διαφόρων πολύπλοκων δομών με σύνθεση μεμονωμένων λεπτομερειών της δομής τους.
13. Η μέθοδος σάρωσης με υπερήχους χρησιμοποιείται κυρίως σε ζωντανό άτομο για την ανίχνευση αλλαγών στο σχήμα και τη δομή των εσωτερικών οργάνων.
14.Ηλεκτρομαγνητική σάρωση (πυρηνικός μαγνητικός συντονισμός) - μια λεπτομερής μελέτη των δομών των ζωντανών ανθρώπινων οργάνων, με βάση τις διαφορετικές εντάσεις των μαγνητικών πεδίων.
Αυτές οι μέθοδοι χρησιμοποιούνται συχνά σε συνδυασμό σε ανατομικές μελέτες. Για παράδειγμα, έγχυση αγγείων με σκιαγραφική μάζα, μετά ακτινογραφία, προετοιμασία, μορφομετρία, μαθηματική επεξεργασία κ.λπ.
Δομική οργάνωση του ανθρώπινου σώματος
Μία από τις βασικές έννοιες της ανατομίας είναι η μορφολογική δομή ή μορφή, η οποία αντιπροσωπεύει την οργάνωση του μορφολογικού υποστρώματος στο χώρο και έχει μια συγκεκριμένη λειτουργία. Όπως δεν μπορεί να υπάρξει λειτουργία χωρίς δομή, δεν μπορεί να υπάρξει μορφολογική δομή χωρίς λειτουργία.
Από μορφολογική άποψη, διακρίνονται τα ακόλουθα επίπεδα οργάνωσης της δομής του ανθρώπινου σώματος:
1) οργανικό (το ανθρώπινο σώμα ως σύνολο).
2) σύστημα οργάνων (οργανικά συστήματα).
3) όργανο(α)·
4) ύφασμα (υφάσματα)?
5) κυτταρική (κύτταρα);
6) υποκυτταρικές (κυτταρικά οργανίδια και δομές σωματιδιακής-ινιδικής μεμβράνης).
Πρέπει να σημειωθεί ότι στο παρουσιαζόμενο ιεραρχικό διάγραμμα της δομικής οργάνωσης του ανθρώπινου σώματος, μπορεί να εντοπιστεί μια σαφής υποταγή. Τα επίπεδα οργανισμών, συστημικών και οργάνων της δομής του ανθρώπινου σώματος είναι ανατομικά αντικείμενα μελέτης. Ιστικά, κυτταρικά και υπομικροσκοπικά - αντικείμενα ιστολογικών, κυτταρολογικών και υπερδομικών μελετών.
Συνιστάται να ξεκινήσετε τη μελέτη της δομικής οργάνωσης του ανθρώπινου σώματος από το απλούστερο μορφολογικό επίπεδο - το κυτταρικό επίπεδο, το κύριο στοιχείο του οποίου είναι το κύτταρο. Το ενήλικο ανθρώπινο σώμα αποτελείται από έναν τεράστιο αριθμό κυττάρων (περίπου 10 12-14). Υπάρχουν πάνω από 14 δισεκατομμύρια από αυτά μόνο στο κεντρικό νευρικό σύστημα.
Κύτταρο– η βασική στοιχειώδης δομική μονάδα του σώματος. κλωστοϋφαντουργία -ένα ιστορικά ανεπτυγμένο σύστημα του σώματος, το οποίο αποτελείται από κύτταρα μιας ορισμένης γενικής δομής και λειτουργίας και μια ενδιάμεση ουσία που σχετίζεται με αυτά.
Οι ιστοί στο σώμα δεν υπάρχουν μεμονωμένα. Συμμετέχουν στην κατασκευή οργάνων.
Οργανο(από όργανον– εργαλείο) είναι ένα μέρος του σώματος που είναι σχετικά ενιαίος σχηματισμός, καταλαμβάνει μια συγκεκριμένη θέση και έχει ορισμένο σχήμα, δομή και λειτουργία. Ένα όργανο έχει ορισμένες σχέσεις με άλλα μέρη του σώματος και είναι χτισμένο από πολλούς ιστούς, από τους οποίους, ωστόσο, κυριαρχούν ένας ή δύο, γεγονός που καθορίζει τη συγκεκριμένη λειτουργία του ενός ή του άλλου οργάνου. Για παράδειγμα, ο κύριος εργαζόμενος ιστός του ήπατος είναι επιθηλιακός και είναι χτισμένος κυρίως από το ηπατικό επιθήλιο, το οποίο αποτελεί το ηπατικό παρέγχυμα. Μεταξύ των λοβών του ήπατος υπάρχουν στρώματα συνδετικού ιστού, που μαζί με την κάψουλα σχηματίζουν το στρώμα αυτού του οργάνου. Το ήπαρ έχει ένα ευρέως διακλαδισμένο δίκτυο αιμοφόρων αγγείων και χοληφόρων αγωγών που μεταφέρουν τη χολή, η δομή του οποίου περιλαμβάνει τον λείο μυϊκό ιστό. Τα αυτόνομα νεύρα που συνοδεύουν τα αιμοφόρα αγγεία εισέρχονται στις πύλες του ήπατος. Έτσι, όλοι οι κύριοι τύποι ιστών εμπλέκονται στη δομή του ήπατος. Το ήπαρ καταλαμβάνει μια συγκεκριμένη θέση - το σωστό υποχόνδριο και η επιγαστρική περιοχή της κοιλιακής κοιλότητας, έχει ένα συγκεκριμένο σχήμα, δομή και εκτελεί ορισμένες λειτουργίες. Κατά τη διαδικασία της οντογένεσης, ο αριθμός των οργάνων αλλάζει μόνο στην ενδομήτρια περίοδο ανάπτυξης και απουσιάζουν σε μεταγενέστερα στάδια ανάπτυξης, για παράδειγμα, τα βραγχιακά τόξα, η κλοάκα, ο πλακούντας με ομφάλιο λώρο κ.λπ.
Στα ζώα και στον άνθρωπο, πολλά όργανα αλληλοσυμπληρώνονται λειτουργικά. Τέτοιες συλλογές οργάνων αποτελούν συστήματα και συσκευές οργάνων.
Σύστημα οργάνων- αυτό είναι ένα σύνολο οργάνων που συνδέονται ανατομικά και τοπογραφικά μεταξύ τους, που έχουν παρόμοια δομή, κοινή προέλευση στη φυλλο- και οντογένεση και εκτελούν μια κοινή λειτουργία. Για παράδειγμα, το πεπτικό σύστημα, που αποτελείται από πολλά όργανα που αναπτύχθηκαν από όλα τα μέρη του πρωτογενούς εντέρου, στο σώμα εκτελεί τη λειτουργία της πέψης στο σύνολό του και του παρέχει θρεπτικά συστατικά.
Σε αντίθεση με τα συστήματα οργάνων, υπάρχουν ομάδες οργάνων που δεν έχουν την ίδια δομή και κοινές πηγές ανάπτυξης, αλλά επιτελούν την ίδια λειτουργία. Καλούνται συσκευή.Η συσκευή συνδυάζει όργανα πολλών συστημάτων για να εκτελέσει μια πολύπλοκη πράξη. Για παράδειγμα, η συσκευή κίνησης συνδυάζει το σκελετικό σύστημα, τις αρθρώσεις των οστών και το μυϊκό σύστημα. Η φωνητική συσκευή - χόνδρος, σύνδεσμοι, μύες, λαρυγγικές κοιλότητες, στοματικές και ρινικές κοιλότητες.
Όλα τα ανθρώπινα όργανα μπορούν να χωριστούν σε όργανα φυτικής και ζωικής, δηλαδή φυτικής και ζωικής ζωής. Τα πρώτα περιλαμβάνουν το πεπτικό, το αναπνευστικό, το ουρογεννητικό, το καρδιαγγειακό και το ενδοκρινικό σύστημα, καθώς παρέχουν λειτουργίες του σώματος που είναι εγγενείς σε οποιοδήποτε βιολογικό αντικείμενο, συμπεριλαμβανομένων των φυτών. Ενώ το μυοσκελετικό σύστημα, τα αισθητήρια όργανα και νευρικό σύστημααπαντώνται μόνο σε ζώα. Τα όργανα της ζωής των ζώων ονομάζονται «σώμα», μέσα στα οποία βρίσκονται η θωρακική και η κοιλιακή κοιλότητα, που περιέχουν τα εντόσθια. Κανένα ενιαίο σύστημα οργάνων δεν μπορεί να υπάρξει χωριστά, αφού μαζί, αλληλοσυμπληρώνοντας και εξυπηρετώντας το ένα το άλλο, αντιπροσωπεύουν ένα ποιοτικά νέο δομικό και λειτουργικό σύνολο - τον οργανισμό. Ταυτόχρονα, το σώμα ρυθμίζει συνεχώς το έργο των επιμέρους οργάνων και συστημάτων με τη βοήθεια του νευρικού και του ενδοκρινικού συστήματος, τα οποία από κοινού πραγματοποιούν τη νευροχυμική ρύθμιση.
Το σώμα αποτελείται από έναν αριθμό δομών σε διαφορετικά επίπεδα: από το υποκυτταρικό έως το σώμα ως σύνολο. Η επιστήμη της δομής του σώματος σε διαφορετικά επίπεδα οργάνωσης των συστατικών δομών του σε σχέση με τις λειτουργίες και την ανάπτυξή τους ονομάζεται μορφολογία(από τα ελληνικά . μορφος- έντυπο). Ο όρος αυτός εισήχθη στη φυσική επιστήμη στα τέλη του 18ου αιώνα από τον μεγάλο Γερμανό ποιητή Γκαίτε. Η ανατομία είναι μια πιο στενή έννοια, αφού, σε αντίθεση με την ιστολογία, την εμβρυολογία και την παθολογία, είναι ένα τμήμα της μορφολογίας που μελετά κυρίως αυτά που είναι ορατά με γυμνό μάτι, δηλαδή μακροσκοπικά αντικείμενα. Η μορφολογία περιλαμβάνει επίσης την παθολογική ανατομία που αναφέρθηκε παραπάνω.